CN110823444B - 一种判断压力间隙敏感线圈临界阻抗是否产生漂移的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种判断压力间隙敏感线圈临界阻抗是否产生漂移的方法，属于传感技术领域。在标定中获取压力间隙敏感线圈的初始临界阻抗、初始无直流响应区、初始有直流响应区和判断临界阻抗漂移的阻抗变化步长值；在系统运行后的临界阻抗漂移判断过程中，通过改变可移动金属平台与承载平台之间的距离，使压力间隙敏感线圈的阻抗在初始有直流响应区、初始临界阻抗和初始无直流响应区之间变化，在此期间，通过检测压力间隙敏感线圈电阻是否发生变化来判断实际临界阻抗是否发生了漂移。用本发明提出的方法可在不必拆卸压力间隙敏感线圈的情况下判断出实际临界阻抗是否发生漂移，适用于现代大型工业设备狭小曲面层间压力和间隙测量等领域。

Description

一种判断压力间隙敏感线圈临界阻抗是否产生漂移的方法
技术领域
本发明属于传感器技术领域，特别涉及到基于柔性传感器的压力和间隙测量。
背景技术
基于导电高分子复合材料的柔性线圈具有压力和间隙敏感效应，可柔顺地贴敷于现代大型工业设备狭小曲面层间以完成接触阶段的压力测量和非接触阶段的间隙测量。压敏线圈的临界阻抗可用于判断线圈所处的受力阶段，进而用相应阶段的标定曲线和算法实现测量。但是，压敏线圈内部的导电网络会随着时间或振动等因素发生变化，进而导致临界阻抗产生漂移，从而给判断压敏线圈所处受力阶段带来困难，进而给压力和间隙测量带来不利影响。因此，如何在测量中判断出临界阻抗是否发生漂移是亟需解决的难题。
发明内容
本发明的目的是为克服现有技术的不足之处，提出一种判断压力间隙敏感线圈临界阻抗是否产生漂移的方法，包括以下步骤：
在测量前的标定过程中，将压力间隙敏感线圈贴敷于承载平台上，将可移动金属平台置于压力间隙敏感线圈上方，通过改变可移动金属平台与承载平台之间的距离使贴敷于承载平台上的压力间隙敏感线圈阻抗发生变化，进而获取压力间隙敏感线圈的初始敏感特性曲线；把可移动金属平台与承载平台的距离等于压力间隙敏感线圈厚度时的压力间隙敏感线圈阻抗作为初始临界阻抗；把可移动金属平台与压力间隙敏感线圈未发生接触时的压力间隙敏感线圈阻抗变化范围作为初始无直流响应区；把可移动金属平台与压力间隙敏感线圈发生接触时的压力间隙敏感线圈阻抗变化范围作为初始有直流响应区；将能使压力间隙敏感线圈电阻发生变化的最小压力变化值所对应的阻抗变化值作为判断临界阻抗漂移的阻抗变化步长值；
在传感器系统运行后判断临界阻抗漂移的过程中，首先通过调整可移动金属平台与承载平台之间的距离以使压力间隙敏感线圈阻抗变化至初始临界阻抗；然后，增大可移动金属平台与承载平台之间的距离以使压力间隙敏感线圈阻抗发生变化且变化值为所述的判断临界阻抗漂移的阻抗变化步长值，如果压力间隙敏感线圈电阻发生变化，则表明实际临界阻抗与初始临界阻抗相比向初始无直流响应区发生了漂移；如果压力间隙敏感线圈电阻不发生变化，则减小可移动金属平台与承载平台之间的距离以使压力间隙敏感线圈阻抗恢复至初始临界阻抗，然后，减小可移动金属平台与承载平台之间的距离以使压力间隙敏感线圈阻抗发生变化且变化值为所述的判断临界阻抗漂移的阻抗变化步长值，如果压力间隙敏感线圈电阻不发生变化，则表明实际临界阻抗与初始临界阻抗相比向初始有直流响应区发生了漂移，如果压力间隙敏感线圈电阻发生变化，则表明实际临界阻抗与初始临界阻抗相比未产生漂移。
本发明的特点及效果：
本发明提出的判断压敏线圈临界阻抗是否产生漂移的方法，在测量前获取压力间隙敏感线圈的初始临界阻抗、初始无直流响应区、初始有直流响应区和判断临界阻抗漂移的阻抗变化步长值，在系统运行后的临界阻抗漂移判断过程中，通过改变可移动金属平台与承载平台之间的距离，使压力间隙敏感线圈阻抗在初始有直流响应区、初始临界阻抗和初始无直流响应区之间变化，在此期间，通过检测压力间隙敏感线圈电阻是否发生变化来判断实际临界阻抗是否发生了漂移。用本发明提出的方法可在不必拆卸压力间隙敏感线圈的情况下判断出实际临界阻抗是否发生漂移，适用于现代大型工业设备狭小曲面层间压力和间隙测量等领域。
具体实施方式
在测量前的标定过程中，将压力间隙敏感线圈贴敷于承载平台上，将可移动金属平台置于压力间隙敏感线圈上方，通过改变可移动金属平台与承载平台之间的距离d使压力间隙敏感线圈阻抗Z发生变化，进而获取压力间隙敏感线圈的初始敏感特性曲线；把可移动金属平台与承载平台的距离d等于压力间隙敏感线圈厚度t时的压力间隙敏感线圈阻抗作为初始临界阻抗Z(0)；把可移动金属平台与压力间隙敏感线圈未发生接触时的压力间隙敏感线圈阻抗变化范围作为初始无直流响应区；把可移动金属平台与压力间隙敏感线圈发生接触时的压力间隙敏感线圈阻抗变化范围作为初始有直流响应区；获取能使压力间隙敏感线圈电阻发生变化的最小压力变化值所对应的阻抗变化值ΔZ，将ΔZ作为判断临界阻抗漂移的阻抗变化步长值λ；
在传感器系统运行后判断临界阻抗漂移的过程中，首先通过调整可移动金属平台与承载平台之间的距离d以使压力间隙敏感线圈阻抗Z变化至初始临界阻抗Z(0)；然后，增大可移动金属平台与承载平台之间的距离d以使压力间隙敏感线圈阻抗Z发生变化且变化值为判断临界阻抗漂移的阻抗变化步长值λ，如果压力间隙敏感线圈电阻R发生变化，则表明实际临界阻抗与初始临界阻抗Z(0)相比向初始无直流响应区发生了漂移；如果压力间隙敏感线圈电阻R不发生变化，则减小可移动金属平台与承载平台之间的距离d以使压力间隙敏感线圈阻抗恢复至初始临界阻抗Z(0)，然后，减小可移动金属平台与承载平台之间的距离d以使压力间隙敏感线圈阻抗发生变化且变化值为判断临界阻抗漂移的阻抗变化步长值λ，如果压力间隙敏感线圈电阻R不发生变化，则表明实际临界阻抗与初始临界阻抗Z(0)相比向初始有直流响应区发生了漂移，如果压力间隙敏感线圈电阻R发生变化，则表明实际临界阻抗与初始临界阻抗Z(0)相比未产生漂移。
实施例
在测量前的标定过程中，将基于炭黑填充硅橡胶复合材料的压力间隙敏感线圈贴敷于承载平台之上，将可移动45号钢平台置于压力间隙敏感线圈上方，把可移动45号钢平台与承载平台的距离等于压力间隙敏感线圈厚度时的压力间隙敏感线圈阻抗作为初始临界阻抗Z(0)；通过改变可移动45号钢平台与承载平台之间的距离d使压力间隙敏感线圈阻抗Z发生变化，进而获取压力间隙敏感线圈的初始敏感特性曲线，包括以下两个区间段：第一个区间段是可移动45号钢平台与压力间隙敏感线圈未发生接触阶段，该区间段的阻抗介于初始临界阻抗Z(0)和最大间隙Gmax所对应的压力间隙敏感线圈阻抗Z(Gmax)之间；第二个区间段是可移动45号钢平台与压力间隙敏感线圈发生接触阶段，该区间段的阻抗介于最大压力Pmax所对应的压力间隙敏感线圈阻抗Z(Pmax)和初始临界阻抗Z(0)之间，把可移动45号钢平台与压力间隙敏感线圈未发生接触时的压力间隙敏感线圈阻抗变化范围作为初始无直流响应区：[Z(0)Z(Gmax)]。把可移动45号钢平台与压力间隙敏感线圈发生接触时的压力间隙敏感线圈阻抗变化范围作为初始有直流响应区：[Z(Pmax)Z(0)]；获取能使压力间隙敏感线圈电阻发生变化的最小压力变化值所对应的阻抗变化值ΔZ，将ΔZ作为判断临界阻抗漂移的阻抗变化步长值λ。
在传感器系统运行后判断临界阻抗漂移的过程中，首先将压力间隙敏感线圈阻抗Z调节至初始临界阻抗Z(0)，具体方法如下：当检测到压力间隙敏感线圈阻抗Z处于初始无直流响应区[Z(0)Z(Gmax)]时，减小可移动45号钢平台与承载平台之间的距离d以使压力间隙敏感线圈阻抗Z变化至初始临界阻抗Z(0)；当检测到压力间隙敏感线圈阻抗Z处于初始有直流响应区[Z(Pmax)Z(0)]时，增大可移动45号钢平台与承载平台之间的距离d以使压力间隙敏感线圈阻抗Z变化至初始临界阻抗Z(0)。
在压力间隙敏感线圈阻抗Z调节至初始临界阻抗Z(0)之后，增大可移动45号钢平台与承载平台之间的距离d以使压力间隙敏感线圈阻抗Z发生变化且变化值为判断临界阻抗漂移的阻抗变化步长值λ，如果压力间隙敏感线圈电阻R发生变化，则表明实际临界阻抗与初始临界阻抗Z(0)相比向初始无直流响应区[Z(0)Z(Gmax)]发生了漂移；如果压力间隙敏感线圈电阻R不发生变化，则减小可移动45号钢平台与承载平台之间的距离d以使压力间隙敏感线圈阻抗恢复至初始临界阻抗Z(0)，然后，减小可移动45号钢平台与承载平台之间的距离d以使压力间隙敏感线圈阻抗发生变化且变化值为判断临界阻抗漂移的阻抗变化步长值λ，如果压力间隙敏感线圈电阻R不发生变化，则表明实际临界阻抗与初始临界阻抗Z(0)相比向初始有直流响应区[Z(Pmax)Z(0)]发生了漂移，如果压力间隙敏感线圈电阻R发生变化，则表明实际临界阻抗与初始临界阻抗Z(0)相比未产生漂移。

Claims (1)

1.一种判断压力间隙敏感线圈临界阻抗是否产生漂移的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
在测量前的标定过程中，将压力间隙敏感线圈贴敷于承载平台上，将可移动金属平台置于压力间隙敏感线圈上方，通过改变可移动金属平台与承载平台之间的距离使贴敷于承载平台上的压力间隙敏感线圈阻抗发生变化，进而获取压力间隙敏感线圈的初始敏感特性曲线；把可移动金属平台与承载平台的距离等于压力间隙敏感线圈厚度时的压力间隙敏感线圈阻抗作为初始临界阻抗；把可移动金属平台与压力间隙敏感线圈未发生接触时的压力间隙敏感线圈阻抗变化范围作为初始无直流响应区；把可移动金属平台与压力间隙敏感线圈发生接触时的压力间隙敏感线圈阻抗变化范围作为初始有直流响应区；将能使压力间隙敏感线圈电阻发生变化的最小压力变化值所对应的阻抗变化值作为判断临界阻抗漂移的阻抗变化步长值；
在传感器系统运行后判断临界阻抗漂移的过程中，首先通过调整可移动金属平台与承载平台之间的距离以使压力间隙敏感线圈阻抗变化至初始临界阻抗；然后，增大可移动金属平台与承载平台之间的距离以使压力间隙敏感线圈阻抗发生变化且变化值为所述的判断临界阻抗漂移的阻抗变化步长值，如果压力间隙敏感线圈电阻发生变化，则表明实际临界阻抗与初始临界阻抗相比向初始无直流响应区发生了漂移；如果压力间隙敏感线圈电阻不发生变化，则减小可移动金属平台与承载平台之间的距离以使压力间隙敏感线圈阻抗恢复至初始临界阻抗，然后，减小可移动金属平台与承载平台之间的距离以使压力间隙敏感线圈阻抗发生变化且变化值为所述的判断临界阻抗漂移的阻抗变化步长值，如果压力间隙敏感线圈电阻不发生变化，则表明实际临界阻抗与初始临界阻抗相比向初始有直流响应区发生了漂移，如果压力间隙敏感线圈电阻发生变化，则表明实际临界阻抗与初始临界阻抗相比未产生漂移。
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