QJ 1081-1986 应变式线位移传感器特性与试验规范.pdf

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1、Q.J 中华人民共和国航天工业部部标准Q11081-86 应变式线位移传感器特性与试验规范1986-11-10发布1987-05-01实施中华人民共和国航天工业部批准中华人民共和国航天工业部部标准QI1081-81 应变式结位移传感器特性与试验规范本规范是应变式线位移传感器(以下简称传感器)设计.制造.试验、鉴定和验收的通用规泡、各单位可根据本规范制定具体的技术条件和试验细则.本标准适用于航天部部内各种应变式线位移传感器。与本标准有关的部标准QJ30-81 传感器名词术语QJZ9-83 (传感器的图形符号QIZ7一月4传感器产品代号命名方法QJZ8-87 (压力传感器静态精度计算方法1 特性1

2、.1 -般特性1.1.1 传感器的类型分为单向位移测量型及双向位移测最型。1.1.2 传感器的外形轮廓和外形尺寸=包括插头座的最大极限尺寸.单位mm.1. 1. 3传感器的安装方式和安装尺寸=外形图上要注明安装方式、安装尺寸和安装要求.其中包括传感器的轴线与被测物体位移作用线的平行度、同轴度等.1.1.4 传感器电气连接件的位置要指明插头座和电缆线的方位.1.1.5 传感器质量一一问。1.1.6 敏感元件的结构形式等强度梁.方框梁、弓形梁等.1.1.7 应变片的类型、阻值，应变片的类型有丝式片或销式片.阻值标称值应为60120、240、(300) . 350Q.偏差值为01=1畅，1. 1 .

3、8 应变电桥的类型、全桥、半桥.1 .1.9 传感器上应有下列标志.传感器名称产品代号(或lll号)测量范围产品编号出厂日期生产单位1.2 电钝特性蓝天工业部1986-11一10发布1987-05-01 实施-l . QJ1081-86 1.2.1 电气连接方式位移传感器的电气连接方式包括插头插座式和电缆引线式.其中应指明插头座的型号，相应插针的代号或电缆引线的颜色和代号.电气连接方式如图i所示.+编自t- A I十输入+输九A/ -辅由B 十输出-输入C -输入展藏D 鼻政(1.)全拚tb)半桥图I位移传感器电气连接示意图其中回(a)为全桥应变式线位移传感器的五芯屏蔽电缆连接。回(b )为桥

4、应变式结位移传感器的输出端与应变仪的连接-A. B、C对应于应变仪的输入端A、B.C, a 电缆的屏蔽线不允许与传感器壳体相连.b 传感器内部若有补偿、校准等线路，要在电气连接示意图中表示出它们的位责.c若所用屏被电缆中寻线颜色与国l中颜色不一致时，贝IJ必须在文件中另加说明d 电桥臂应安排成I、E愕增加电阻时产生正输出e 为适应于远距离测量，对于全桥的连接方法，可以采用六;5屏蔽电缆接法，1. Z. 2额定激励电压及最大激踊电压额定及最大激励电压表示为直lilLV或交流有效值V Hz. 传感器的额定激励电压为6、9.12伏.1.2. ，绝缘晤，阻传感器测最电路与壳体之间的绝缘电阻表示为=直流

5、100V，_MQ. 传感器精度0.2级以上(包括0.2级)为1000MQ，0.2级以下为500MQ.1.2.4输入凰拉表示为H，时土Q。在直流条件下表示为士Q.测量时输出端开路.1.2.5输出阻挠表示为H，时一-士.).在在流条件下表示为主Q.测量时输入端短路.1.2.6 负雷阻扰表示为在_，.Hz时，最小阻坑为Q. 2 Q11081-86 1.3 工作特性1.3.1 测量范围表示为单向由0到mm 双向由0到土mm 线位移传感器的测量范围应符合下列规定.如有特殊需要亦可另行设计.0.1 , 0.2 , 0.3, 0.5, (0.7) , 1, 2, 3, 5, (7) , 10 , 20 ,

6、30, 50 , (70) , 100 , 200 , 300 , 500 , (700) mm. 1.3.2 测量极限值传感器测量极限值为额定测量范围的1.1 1. 2倍.1.3.3 满量程输出表示为土一mV在额定激励电压下测量-1.3.4 位输出表示为土mV.测量时传感器输入端加额定激励电压.传感器精度0.2级以上(包括0.2级应3%FS.传感器精度0.2级以下应5%FS.1.3.5 点漂移表示为在l小时内零位变化士一_%FS.规定在额定激励电压下.于热15分钟后开始蹦量.1.3.6 输出灵敏度表示为_mVjmm.或mAjmm.在额寇激励电压下测量，1.3.7 传感器系戴表示为士一_mVj

7、V.在额_j激励电压，额寇位移下测量。传感器系数规定为1，1. 5, 2. 2.5. 3mVjV. 1.3.8 传感噩系鲸漂移表示为在月内.传感器系数变化士一一份.1.3.9蠕变表示为在30分钟内不大于0:._%FS. 在额定激励电压，额定位移下测量.应小于传感器精度的t1.3.10 分辨为表示为一_UlID.1.3.11 特性方程表示为Y=a+bx 式中，x-一校准位移值3Y一一对应于校准位移值的输出值ia-一特性方程截E巨s3 Qll0Bl-B6 b 特性为FZ斜韦.1.3.12 止过性恼，ll:线性扫兰、市为士o,0 FS 1.3.13 迟沛H迟?Wb:iI表示为士份FS1.3.14 重

8、絮性OH.t!复性1:;(!5T、如J士件FS1.3.15 精度，1;本-g:ti:h:示为土伪F8oi:度等注为统.lt j，二1.:L12-1.3.1:i均按QJ28-87计;(JJ.tl、计坪。传感，rri哎寺吏:J分反对应的基本误主按表I规窍，1，!主歧。C5。10.2 o 3 0.5 1 0 1.3.16 工作温度范理和朴应温度范围表l摸瓜i主差(相对ll，:_;:g 19输出值士。OO/O士0.1伪士0.2%士0.3%土0.50/0土1.0%传感.作温度和排fyg度范回分别在示为从到一一C.1.3.17 热零点漂移热二辛飞:飞漂移表示为从到.C，热零点漂移为伪FSjC传感糟糟度0.

9、2级(也插0.2级)以上为0.020也jC，0.2级以下为0.03伪/，C.40C温差范围内.计算公式。听YOT -:_l_o一x100伪jC一元-;U-_:_1 0) 式中z，一热苓漂系数，YO一一温度T时的零位输出110-一初始温度(一般指室温)Yo一一温度H1的零位输出:YFS一一-室温时的满量程输出，T一一试验温度.4 QJ10Bl-B6 1.3.18 热灵缺度漂移热灵敏度漂移表示为从到一一C热灵敏度漂移系数为一一份F日/.C.传感器精度。.2;&(包括0.2级)以上为O.02%jC，o.2ic以下为O.03qjC.企OC瘟差范围的.计赁公式。只T-SOT 旦000串户C。(1-10)

10、式巾:昕一热灵敏!主1移系数，ST一温度Tl1的抽出灵敏度，80-温度T时(:i出灵敏度.也可以用下式计算YF9T- YI = 豆豆OO%/CYFs(T-10) 式中YFST温度T时的满呈程输出，YP气。;EL度10时的满量程输出:YFS-Z.且时的?商量程输出.1.3.19 工作寿命工作寿命表示为从伪到0/0测量范围内，工作一次循环，1.3.20 贮存黯命贮存寿命表示为在规运贮存条件下，可以贮存年.1.3.21 传感器如稳定度在月内，传感器各项性能指标应符合本标时i规定的精度等级要求.时间规;二不小于6个月。1.3.22 环境性能要求1.3.22.1 耐振动要求而j振动要求每示为沿一一轴Hz

11、，_.g振动Dl1n , 手位输出变化不大于土囚一一份FS.全部苓、部件不得松动，报后基本性能不变.1, 3.22.2 耐冲击要求耐叫f-t要求表示为沿一一轴.在加速度一_g条件下，在_mln内，冲击一一款，霉位输出变化不大于% FS全部零、部件不得松动，基本性能不变.1.3.22.3 耐温度要求耐湿度要求;tf:.J为在相对湿度90%-96畅，温度C保持时间h条件下，零位输出变化不大于土%FS。绝缘电阻不小于-MQ.1.3, 22 , 4 其它环境要求对冲击波、热制射、电磁辐射、核辐射、磁塌、重力加连度、离心加速度、环境压力等要求，要根据使用要求规定.5 QII081-86 2 试验规范2.

12、1 文件栓董检查与传感器配套提供的说明书、合格证是否符合要求。2.2 外视检查检查传感器外观不应有机械缺陷和不恰当标记，外表面不应有灰尘、脏物、污痕，零、部件要紧固、牢靠，标志要清楚无误。并检查插头座各脚引线或标记应符合1.2.1的要求。2.3 试幢条件本际准的试验环境条件规定为1温度20士SC相对湿度80%大气压力O. 1士O.OIMPa2.4 电气性能试幢2.4.1 绝缘电阻的测量采用高阻测试仪，施加直流100V，测出传感器电路部分的绝缘电阻(包括插头和引线上均应得含1.2.3的要求.2.2 输入和输出阻抗测量采用电桥，数字欧姆表或数字繁用表投1.2.4和1.2.5的要求测试Z.3 最大激

13、励电压试幢在传感器输出端连接不低于最小负载下、输入端施加最大激励电压5分钟后回到额定激励电压，传感器性能仍应符合要求.3.5 零漂试验传感器在空载及额定激励电压下，预热15分钟后，开始记录零位输出，记录时间一小时，每10分钟记录一次.根据一小时内零位输出最大变化量.计算出传感器零点漂移与额定输出的百分比，应符合13.5的要求.2.8 静态精世试黯2.5.1 技准系统完成线HL移传感器校准试验的基本议器设备包括.线位移标定设备、激励电源、指示记录议器线位移标定设备误差为被校传感器基本误差的卜乞激励电源及指示记录议器的1 1 误差为被校传感器基本误差的-5 10 1.2枝准按规定要求.将传感器安装

14、到标定设告上.将选定的激励电源和指示议器按规定连接到传感器上，并开机预热到生产厂规定的预热时间.从零直接加到额定位移三汰，每次加载后退回到零.以上为预热.预压疲劳阶段.然后进行正式校准.从零逐级(不少于5缀，均匀分布)加到100%位移，再逐点卸载至零，并记录每点输出6 Qll081-8S 值.完成至少三小标定循环.记录数据采用专用的表格形式.一个标定循环包括一个E行程和一小反行程，在正行程和反行程中不得有回程现象b 试验过程中，室温变化不得大于士1.C，应随时监测.c 根据记录数据，按照QJ28-87标准中的计算方法，计算出传感器各项静态性能指标，并确定传感器的精度等级.2.7 极限值试验在2

15、.6.1规定的标准系统上，对传感器施加极限值位移，保持5-10分钟，退回到零位，至少完成一个完整的标定循环，传感器的性能应符合1.3.2的要求.2.8 蠕变试验在2.6.2试验基础上，位移从零快速(3-5秒)增加到额定位移后马上读取输出值，保持位移不变，30分钟内按一定时间间隔依次记录输出值，取最大变化值计算，应满足1.3.9的要求.计算方法:h咛-Xl式中.&c-蠕变.&y一一额定输出值的最大变化值，Y一一快速加到额定位移时的额定输出值.2.9 温度性能试瞌2.9. 1 工作温度范围试验将传感器置于高(低)温箱内，升(或降)至工作沮度上(或下)限.保温时间皿in后降(或升)到室温，待温度平衡

16、后，测出传感器零位输出应在规定范围之内.将该传感器放在2.6.1的校准系统上，完成至少个标定循环，传感器各项性能指标应在规寇范围之内.2.9.2 热事点漂移试验将传感器置于高(或低)温箱内，测出室温时的零位输出，升(降)植到工作温度的上(或下)阪，保温不少于1小时，在保温时间内按一定的时间间隔测读、测出零位输出的最大变化值，再自然冷却(或升温)至室温.如此反复1-2次.根据1.3.17中的公式取平均值计算出热零漂系数。T.2.9.3 热灵敏度漂移试验将传感器置于标志设备的恒温室中，加额革:位移，测出室温时的满量程输出值.再升温到工作温度的上限，保温不少于l小时，测出满量程输出值后恢复到原位，自

17、然冷却至室温，再重复2次，根抗扣扣，们2.1川0分辨力试验将传感器置于标定设备上，在输入端接上合适的激励电源，输出端接上合适的记录仪器，按传感器的最小分辨力要求施加位移载荷，输出端应有稳定的信号输出.2.11 环境试验2.11.1 振动试验将传感器按规范轴向安装在振动台上，按规定的振动频率和振幅进行振动试验，按规定7 QJ108686 时间振动日测山零立输出值，并计算振动试验带来的苓1L偏差.栓在传感器零部件不1年有松动，各项性能指际应在规定范围之内，2.11.2 冲击试验将传感器按规克轴i司装在冲击设备上，按规定的加速度和持续时间冲击次数E:fj ttjl ftr .测lB冲击前后的零f)输

18、出变化值.计算出冲击试验所带来的苓位偏恙。检查零部件不的有松动，各项性能指标应在规定范围之内.2.11.3 湿度试验将传感号rtJJ.x、在恒温恒湿箱内，将相对湿度调到90份-96伪，保持规定时间后回到室温，测出试验前后的输出字位变化值和试验后的绝线电阻.2.11.4 其它环境条件影响试验将千古感器暴露在规定的环楼条件f.用个亘古4的标jE循环来验i正在这种情况下伎感器的工作能力。按规定的试院方法进行.2.12 安装影响试验在2.6.2试验的基础上，将传感去寻轴线与标志1li:移栽花轴线偏斜工I.进行校准，传感器精度应符合规X要求.2.13 传感器厨蛊测定在天平或衡器上测定.2.14 寿命试验

19、2.1 4.1 工作寿命试验将传感器安装在疲劳试验机上，加额定位移栽荷进行疲劳试验，达到规定的次数后，进行校准试验，其特性仍应满足l.3.12l.3.15的要求，确r:-C作存命.2.14.2 贮存寿命试验将传惑稽放在规定的贮存条件下，达到规定时归l后，进行校准试验，仍应满足1.3.12 . 1 .3.15的要求1从而确定贮存寿命.2.15 稳定度雄董传感器在校;在那内，按试验规范中住在其各项性能指标应符合本标准规泛的精度等级要求3 特性与试验项目对照传感a.ti与试验项目对照见表24 传感器验收4.1 验收项目传啤榕的验收项目1!f根据民一感器的研制和生产阶段来确定.不同阶段传感器的产量和质

20、量控制不一样.般分为试制l、小册和成批生产二个阶段.4.2 试制阶段4.3 1、批生严阶段8 Qll086-86 表2特性名称特性规范试验方法备注传感器的类型1 2 1 2 1 扑形轮幅古1如形尺寸_ L2 2 , 1 去方式相安装尺寸l_ l_ 3 2.11 3 , 12 f己气连接仲位置1 1 4 2 , 11 3.2 传感和民监1 1 5 2 13 敏感元件形式1 1 6 2 , 1 应变片类型l_ 1. 7 2 , 1 应变电桥的类型1.1.8 2.1 传感器的标志、1 1 9 2 2 电气连接方式1 2 1 2 , 11 2.2 最大激励电压1 _ 2.2 2.4.3 绝缘电阻1 _

21、 2.3 2 4 1 输入阻抗1.2.4 2.4.2 输出阻抗1 _ 2 _ 5 2 .4 .2 测量范围1. 3. 1 2 , 6 , 2 测主I极限值1 3.2 2,7 满盈程输出133 2.6.2 零位输出1 3 _4 2 6 2 零是漂移1.3.5 2 , 5 抽出灵敏度1. 3.6 2 , 6 , 2 传感器革主立1 3 7 2 , 6 , 2 传感器系垃漂替1. 3.8 2.6 2 蠕变1. 3 _!) 2 , 8 分辨力1. 3.10 2.10 非线性1. 3.12 2.6.2 迟滞1. 3.13 2.6.2 重复性1. 3.14 2 6 2 9 Qll081-86 续表2特性名

22、称特性规范|试验方法i备注精度1. 3.15 2_6_2 士作温度范围1. 3 _16 2.9_1 热零点漂移1 3 17 2.9.2 热灵敏度穰移1. 3 _18 2日3贮存寿命1. 3.20 2.14.2 工作寿命l_ 3.19 2.14.1 传感器稳定度l_ 3_21 2 15 耐振动要求1. 3.22.1 2 _ 11 I 耐冲击要求1 3.22_2 2.,11. 2 耐湿度要求1. 3 22.3 2 11.3 其它环境要求1_ 3.22_4 2.11.4 4.2 试制阶段验收试验项目典型试验项目项目名称条号项目名标条号文件检查2.1 寿命试验2 14 外观检查2.2 稳定度检查2 1

23、5 电气性能检查2.4 安装影响试验2.12 静态特性试验2.6 军漂试验2.5 温度性能试验2.9 分辨力试验2.10 环境试验2_11 蠕变试验28 称重213 10 QH081-S6 4.3 IJ、批生严阶段验收试验项目典型试验项目项目名称条号项目名称条号件观检查绝缘电阻测量电桥电阻测量零漂试验热零点漂移试验热翼敏度漂移试验静态特性试验2 2 2, 4, 1 2, 4.2 2.5 2.9.2 2 , 9 , 3 2.6 文件检查最大激励电压蠕变试验分辨力试验圭装影响试验环璋试验寿命试验称重2.1 2.4. 3 2.8 2 , 10 2_12 2_11 2_14 2 13 4.4 成批生产

24、阶段验收试验项目项目名称夕h观检查绝缘电阻测量电桥电阻测量军漂试验静态特性试验温度性能试验典型试验项目项目名称!条号14 811 222 验验验试试试变境命蠕环寿4.5 严品评定从验收试验合格的产品中抽取1%-3份，但不少于3个进行典型试验.典型试验产品如有某一性能不符合要求，应对此产品进行分析，如属偶然现象，查明原因排除故障后可继续试验如属零.组件装配质量和性能问题，应停止试验，整批产品在生产中采取措施，消除所发现的缺陷，直至装配质量精性能符合要求为止.再进行该批产品的典型试验(数量加倍抽验).如再有任意项不合格时，四l认为整批产品不合梅，降低质量等级处理.经过寿命试验的产品不得提供使用.1

25、1 . QJI081-86 5 试黯记录襄幡形式表I应变式线位移传感器的一般性检查及静态特性试验表2应变式线位移传感器的温度及环境试验表3应变式线位移传感器的试验汇总表附加说明本标准由航天工业部七O八所提出.本标准由航天工业部四十四所负责起草.本标准主要起草人越治英.12 生产单位一表I序号一-一试瓷单位号格号型娓编.，温度湿度气压应变式线位移传感器一续性检查及静态特拉法拉撞i量类型mr豆二EJlF工JJF丁TJJrlf排1克电气蠕。2 1-;反测量范医至结构-一表面一一-标志材料电气连接一一一一质量一一一_K. 输入庭抗。，串串到钱一一一-, 韧始绝缘也翅一- (直流一一_V) 变iE i

26、3 七二lfV二二一二二!一-二二|i二一? -1吨二lJJJJJJIlj二ILJJf二二 9 表2|温度|湿度| 气压应变式线位移传感器试验单位生产单位号格号型规编温度环镜试验ZJ孟子于1570i三士301 .0 1_ 50 I土巴巴|扫U喃Ci i且由(oC) I I I I I I占阳伪lrfLjlE二三干子!一!彗土gII 10 I工I30 I工!工巴巴|些|安全温tfJLLI二likl二lz平值(mV)i i I z芒i:11月仨jtzJiulE;。c温I立王一Oc。c:1一二二l-i | - l 常!.巳1仙一3-一牛一一一-巳1一一一一均嘿十一一一一一一涩皮试验帘泪浪粤t飞，零位

27、输出。c髓股mV 、, 绝缘电阻MQ , 仪告费设备0/, , 时间mln，学&输wmV卡绵得叶1阪MQ ?一口U-D制一加一锁使用设晶记录仪器说明!摇轴|句示意附)操作记景计1军审核日期生产单位试测景lX;刑E贯主外观绝缘电阻输入阻抗输出阻抗脸领:激励电ffi测居在ii.网满lit粮输tll输出丑鲁吉础皿饵，胁!l!号燃格辅导布im 技术指标我3序号成交式线f也移传感器试验结果汇总表试验结果!文J可l!h平|骨i韭一l二二一-_二二tl一二-I一l二!十二二1一一一I二十一一一一一二1一l一一ll输出灵敏度传感器1数l叩户非线牧山迟滞一一一一严、二迟捕和非线性量UI.性-.-一甜u性和迟滞一一一二一精 呵呵呵呵呵呵冉一一 十i立理k一蟠f 一安装影响工作温皮范阁一-一 热零点jj移系数白w叫一由一二热1.敏度漾移1在数一一搅动等优(曲线变化冲击零l:!岛生主变化一一一一一l度L自茬变化 叫l!1f绝缘唱陨工作寿命一贮存寿命