一种电阻位移传感器的制作方法

本发明属于传感器及工程测量领域，涉及一种电阻位移传感器。

背景技术：

位移传感器又称为线性传感器，是一种属于金属感应的线性器件，传感器的作用是把各种被测物理量转换为电量。

电阻式传感器把位移、力、压力、加速度、扭矩等非电物理量转换为电阻值变化的传感器。电阻式传感器与相应的测量电路组成的测力、测压、称重、测位移、加速度、扭矩等测量仪表是冶金、电力、交通、石化、商业、生物医学和国防等部门进行自动称重、过程检测和实现生产过程自动化不可缺少的工具之一。

随着现代工业、机械、土木等行业的快速发展，人们对位移测量和定位的要求越来越高，因此研发出既简单合理又具有高精度的位移传感器将成为很好的研究课题之一。既有的各种位移传感器中，有的虽然精度高但是对制作工艺要求很高，有的线性好但是适用范围很小，其中更多的是采用复杂的机械原理制成，使得构件的使用要求和尺寸都有限制，大大增加了其推广使用的难度。在工程测量领域，由于测量环境和测量实体的多变和不同要求，所以更需要一种能够适用于不同测量环境和要求的位移传感器。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种电阻位移传感器，该传感器结构简单，能够适用于不同测量环境及要求。

为达到上述目的，本发明所述的电阻位移传感器包括金属外罩、滑动杆以及位于金属外罩内的纵向线性电阻棒、导体套环、电路板、第一导线及第二导线，其中，金属外罩顶部的内壁上设置有滑槽，滑动杆的上端插入于金属外罩后插入于滑槽内，纵向线性电阻棒的两端均固定于金属外罩的内壁上，滑动杆的侧面设置有导体套环，纵向线性电阻棒穿过所述导体套环及滑动杆的侧面，且纵向线性电阻棒与导体套环之间电连接，电路板通过第一导线与导体套环相连接，电路板通过第二导线与纵向线性电阻棒的任意一端相连接。

还包括用于对滑动杆进行导向的金属轴，其中，金属轴的两端固定于金属外罩的内壁上，金属轴穿过滑动杆。

还包括用于对滑动杆进行限位的限位套管，其中，限位套管的一端固定于金属外罩的内壁上，限位套管的另一端正对滑动杆，其中，第二导线与纵向线性电阻棒的连接位置与限位套管分别位于滑动杆的两侧。

限位套管及金属轴均由不锈钢材料制成。

滑动杆由钢材制成。

金属轴与纵向线性电阻棒平行分布，滑动杆与金属轴及纵向线性电阻棒均垂直分布。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的电阻位移传感器包括金属外罩、滑动杆以及位于金属外罩内的纵向线性电阻棒、导体套环、电路板、第一导线及第二导线，在工作时，滑动杆在外部设备的带动下移动，使得纵向线性电阻棒相对于滑动杆产生轴向位移，从而改变接入到电路板中纵向线性电阻棒的长度，通过电路板测量得到的数据计算纵向线性电阻棒的电阻值，再根据该电阻值计算滑动杆的移动距离，结构简单，操作方便，避免采用复杂的机械原理，便于推广及应用，且内部构件较少，易于装配，可适用于不同测量环境及要求，在具体使用时，既可用于单体的位移测量，也可用于实验作为内置式的滑移传感器，适应性较强。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的主视图。

其中，1为金属外罩、2为滑动杆、3为金属轴、4为纵向线性电阻棒、5为导体套环、6为电路板、71为第一导线、72为第二导线、8为限位套管、9为滑槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参考图1及图2，本发明所述的电阻位移传感器包括金属外罩1、滑动杆2以及位于金属外罩1内的纵向线性电阻棒4、导体套环5、电路板6、第一导线71及第二导线72，其中，金属外罩1顶部的内壁上设置有滑槽9，滑动杆2的上端插入于金属外罩1后插入于滑槽9内，纵向线性电阻棒4的两端均固定于金属外罩1的内壁上，滑动杆2的侧面设置有导体套环5，纵向线性电阻棒4穿过所述导体套环5及滑动杆2的侧面，且纵向线性电阻棒4与导体套环5之间电连接，电路板6通过第一导线71与导体套环5相连接，电路板6通过第二导线72与纵向线性电阻棒4的任意一端相连接。

本发明还包括用于对滑动杆2进行导向的金属轴3，其中，金属轴3的两端固定于金属外罩1的内壁上，金属轴3穿过滑动杆2。

发明还包括用于对滑动杆2进行限位的限位套管8，其中，限位套管8的一端固定于金属外罩1的内壁上，限位套管8的另一端正对滑动杆2，其中，第二导线72与纵向线性电阻棒4的连接位置与限位套管8分别位于滑动杆2的两侧。

限位套管8及金属轴3均由不锈钢材料制成；滑动杆2由钢材制成；金属轴3与纵向线性电阻棒4平行分布，滑动杆2与金属轴3及纵向线性电阻棒4均垂直分布。

本发明的工作原理为：将滑动杆2受到外力作用时，则沿滑槽9滑动，使得纵向线性电阻棒4相对于滑动杆2发生轴向位移，以改变接入到电路板6中纵向线性电阻棒4的长度，通过电路板6为纵向线性电阻棒4提供的恒定电流i，纵向线性电阻棒4的总电阻为rs，长度为l，初始状态下，接入到电路板6中纵向线性电阻棒4的初始总电阻为r0，初始电压为u0，则有u0＝ir0，初始位移s0＝0，当纵向线性电阻棒4相对于滑动杆2发生s的轴向位移时，则有当前接入到电路板6中纵向线性电阻棒4两端的电压

简化后，令为常数c，则有u＝u0-cs；

得电压u与位移s成一次线性关系。

实施例一

本实施例将本发明作为内置式钢筋混凝土滑移传感器。具体实施过程为：

首先检查电阻位移传感器的完好性，再在浇混凝土之前先将滑动杆2焊于钢筋上，保证滑动杆2相对于钢筋位置保持不动，之后浇混凝土时将金属外罩1整体包裹与混凝土中，保证金属外罩1与混凝土的相对位置不变，在钢筋混凝土发生滑移时，滑动杆2会沿着滑槽9滑动，同时纵向线性电阻棒4连入电路板6中的电阻随之改变，电路板6中的参数传入外部设备中，通过查看滑动杆2的位移与电路板6中参数的关系得到滑动杆2的实际位移大小，该位移即为钢筋混凝土构件之间的相对滑移。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种电阻位移传感器，包括金属外罩、滑动杆以及位于金属外罩内的纵向线性电阻棒、导体套环、电路板、第一导线及第二导线，其中，金属外罩顶部的内壁上设置有滑槽，滑动杆的上端插入于金属外罩后插入于滑槽内，纵向线性电阻棒的两端均固定于金属外罩的内壁上，滑动杆的侧面设置有导体套环，纵向线性电阻棒穿过所述导体套环及滑动杆的侧面，且纵向线性电阻棒与导体套环之间电连接，电路板通过第一导线与导体套环相连接，电路板通过第二导线与纵向线性电阻棒的任意一端相连接，该传感器结构简单，能够适用于不同测量环境及要求。

技术研发人员：任瑞;徐新江;薛建阳;张新;张锡成;李贺超;闫振华;王超芸
受保护的技术使用者：西安建筑科技大学
技术研发日：2019.01.09
技术公布日：2019.04.19