一种新型双金属片形变测试系统设计.pdf

2014年第33卷第6期
传感器与微系统( Transducer and Microsystem Technologies
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种新型双金属片形变测试系统设计
楼应候,朱文斌2,王贤成,胡宁波,王友林2
(1.浙江大学宁波理工学院机电与能源工程学院,浙江宁波315100;
2.太原科技大学机械工程学院,山西太原030024)
摘要:针对传统双金属片形变检测方法误差大、效率低等问题,设计了一种基于激光位移传感器的形变
测试系统。该系统基于“测位式”测试思想,利用非接触式激光位移传感器透过双层真空玻璃测量双金属
片在不同温度下的形变量。系统以机械装置为基础,以计算机为上位机,并基于 LABVIEW软件开发平台
搭建控制系统,对激光位移传感器数据进行实时采集,并对采集的数据进行分析、处理、显示、输出,从而精
确地测试出双金属片的形变量。试验结果表明:该系统性能稳定,各项控制功能均能实现。
关键词:激光位移传感器;双金属片;形变;可编程逻辑控制器; LABVIEW
中图分类号:TP23
文献标识码:A
文章编号:1000-9787(2014)06-0061-04
Deformation test system design of a new type of bimetallic strip
LOU Ying-hou', ZHU Wen-bin 2, WANG Xian-cheng, HU Ning-bo]2, WANG You-lin- 2
(1. Ningbo Institute of Technology, School of Mechanical and Energy Engineering, Zhejiang University
Ningbo 315100, China; 2. College of Mechanical Engineering, Taiyuan University of
Science and Technology, Taiyuan 030024, China)
Abstract Aiming at problem of big error and low efficiency of traditional detection methods for bimetallic strip
deformation, design a deformation test system based on laser displacement sensor. This system is based on concept
of"location measuring type " making use of non-contact laser displacement sensor, under different temperatures, to
measure out amount of deformation of bimetallic strip through double-layer vacuum glass. The test system is based
on mechanical device, and use computer as upper PC, establish control system based on I. W. The system
real-time acquires datas of laser displacement sensor, and ten analyze, process, display, output, so as to
accurately test deformation quantity of bimetallic strip. The test results show that the system performance is stable
and all control functions can be realized
Key words: laser displacement sensor; bimetallic strip; deformation; PLC; Lab VIEW
0引言
1测试原理和系统设计
双金属片具有形状弯曲的性能,已被广泛用在继电器、
1.1测试原理
温度计、煤气表等产品上。目前,传统双金属片形变测
2种均匀具有一定原始曲率的双金属材料紧密地结合
试均采用常规方法即水域控温接触测量法2),由于接触式在一起,当温度升高时,膨胀系数高的材料被压缩,而膨胀
测量会产生接触变形,从而造成测量误差,并且该方法存在系数低的材料被拉伸,这些作用力将形成均匀弧度力矩,使
检测效率低、对操作人员的技术水平要求高等诸多缺点。双金属片发生弯曲形变?,其弯曲率可表示为
基于此,迫切需要一种行之有效的测试系统来检验双金属
)、△T
片的形变。近年来,激光位移传感器作为一种非接触式的
2
精密激光测量装置,具有测试速度快、准确度高、实时处理式中ca,为膨胀系数,mK;△7为温度差值,C;b为元
能力强等优点,已在工业中得到广泛的应用。。因此,本件厚度,m
文设计了一种新型的双金属片形变测量装置,该装置以恒
测试系统主要利用激光位移传感器与平台运动控制来
温试验箱为基础,以 LABVIEW为核心搭建控制系统,利用检测双金属片在不同温度下的弯曲相对变形量。激光位移
激光位移传感器来检测双金属片在不同温度下形变量。
传感器发出的光東经过聚焦后照射到双金属片上表面端
收稿日期:2013-11-04
基金项目:宇波市然科学基金资助项目(2013A610144)