瑞士堡盟（Baumer）DST55R-28.100.TC1.A5坚固型应变传感器工作原理

DST55R-28.100.TC1.A5是堡盟推出的一款适用于苛刻户外环境的坚固型应变传感器，内置放大器电子，带CANopen输出。其工作原理基于应变片惠斯通电桥：传感器通过2个M8螺钉安装于被测结构表面，结构受力产生的应变传递至传感器弹性体，粘贴其上的应变片电阻发生变化，电桥输出与应变成正比的毫伏级信号。集成放大器将该信号放大、数字化并转换为CANopen DS404标准信号，同时支持高分辨率测量和诊断功能。该型号测量范围为±100微米每米，非线性小于0.5%，重复性小于0.1%，传感器刚度为80牛每100微米每米，对结构影响极小。传感器主体采用1.7225化学镀镍，外壳采用不锈钢1.4301，密封材料为NBR，防护等级达到IP68和IP69K，并通过proTect+长期密封测试和C5-M防腐蚀认证。工作温度范围零下40至零上85摄氏度，适用于户外、潮湿、腐蚀性环境和需要高可靠性的静态与动态应变测量场合。

DST55R-28.100.TC1.A5应变传感器的工作原理可以分解为应变传感与惠斯通电桥、集成放大器与CANopen通信、坚固密封与防腐蚀设计、低刚度结构与机械安装、环境适应与防护，以及应用与系统集成六个核心环节。

应变传感与惠斯通电桥是该传感器测量应变的基础。传感器内部有一个精密加工的金属弹性体，在弹性体的特定部位粘贴有应变片。应变片是一种电阻式敏感元件，其电阻值随其所受的机械应变而变化。四个应变片连接成惠斯通电桥，电桥的四个臂分别感受拉伸和压缩应变。当没有外力作用时，电桥处于平衡状态，输出接近零。当被测结构产生变形时，应变通过安装点传递至传感器弹性体，弹性体产生微小变形，部分应变片被拉伸，电阻增加；部分被压缩，电阻减小。电桥失去平衡，输出一个与应变成正比的差分电压。该传感器测量范围为±100微米每米，标称应变为0至100微米每米，信号极性正对应拉向力。桥阻为350欧姆。热膨胀补偿系数为11.1×10的负6次方每开尔文，与被测钢材的热膨胀系数接近，可减少温度变化引起的虚假应变信号。非线性小于0.5%，重复性小于0.1%，保证了高精度测量。

集成放大器与CANopen通信环节将电桥输出的微弱信号转换为标准工业信号。传感器内置放大器电子，电桥输出的毫伏级差分电压首先经低噪声前置放大器放大，然后由高分辨率模数转换器转换为数字量。微处理器对数字信号进行线性化、温度补偿和滤波处理。测量分辨率为0.1微米每米，低通滤波器截止频率为1000赫兹，可抑制高频噪声。经过处理后的数字信号通过CANopen DS404协议输出，供电电压范围为10至33伏直流，电流消耗小于60毫安。CANopen是一种广泛应用于工业自动化和移动设备的现场总线协议，支持实时数据传输、参数配置和诊断。传感器通过M12五针公头连接器连接至CANopen网络，可方便地集成到现有的控制系统中。CANopen通信使传感器能够提供过程数据、状态信息和诊断结果，便于实现远程监控和预测性维护。

坚固密封与防腐蚀设计是DST55R-28.100.TC1.A5的突出特点。该传感器专为苛刻户外环境设计，防护等级达到IP68和IP69K。IP68意味着传感器可在1米水深中浸泡168小时而不进水，IP69K则意味着传感器可承受高温高压水冲洗，适用于食品加工、清洗设备和户外设备。传感器通过proTect+长期密封测试，验证了其在长期使用中的密封可靠性。防腐蚀保护达到C5-M等级，符合ISO 12944-5防护涂料体系，适用于高腐蚀性环境，如沿海地区、化工厂和盐雾环境。传感器主体采用1.7225材料，表面化学镀镍，具有优异的耐腐蚀性和机械强度。外壳采用不锈钢1.4301，密封材料为NBR。电气连接采用M12五针公头连接器，方便现场接线和更换。

低刚度结构与机械安装是DST55R-28.100.TC1.A5的机械设计特征。传感器尺寸为40毫米×21毫米×71毫米，重量330克。安装方式为2个M8螺钉。安装时，传感器通过螺钉固定在被测结构上，结构表面的应变通过螺钉连接传递至传感器主体。传感器刚度为80牛每100微米每米，表示产生100微应变仅需约80牛的力。这种低刚度设计使其对机器结构的加强效应极小，几乎不影响被测结构的原始变形行为，从而获得更真实的应变测量结果。过载能力为150%。传感器适用于静态和动态应变测量，可测量拉伸和压缩应变。信号极性正对应拉向力，即拉伸应变时输出正信号。

环境适应与防护确保传感器在工业环境中可靠运行。工作温度范围为零下40至零上85摄氏度，存储温度范围相同。振动方面，传感器符合IEC 60068-2-6标准，10至57赫兹时1.5毫米峰峰值，58至2000赫兹时10克。随机振动符合IEC 60068-2-64标准，20至1000赫兹时0.1克平方每赫兹。冲击符合IEC 60068-2-27标准，可承受50克11毫秒和100克6毫秒。这些指标保证了传感器在户外、振动和冲击环境中的可靠性。传感器符合EMC标准EN 61000-6-2、EN 61000-6-3和EN 61326-2-3，并已通过UL listed认证。这些认证确保传感器在电磁兼容性和**性方面满足工业要求。

应用与系统集成环节涉及传感器在实际测量系统中的使用。DST55R-28.100.TC1.A5测量范围为±100微米每米，属于高精度、高防护等级的应变传感器。它适用于户外结构健康监测、桥梁和建筑监测、风力发电机监测、起重机过载保护、轨道交通结构监测、海洋平台监测以及工业设备在腐蚀性环境中的应变测量等场合。由于内置放大器和CANopen接口，传感器可直接接入CANopen网络，实现应变数据的实时采集、参数远程设置和诊断。用户可使用堡盟提供的软件和连接电缆传感器至PLC进行配置和调试。该传感器可将应变信号通过标定关联为力值，从而间接测量结构所受的力。高防护等级和防腐蚀设计使其特别适合需要长期可靠运行的户外和苛刻环境应用。

型号列表：主型号DST55R-28.100.TC1.A5，货号11206653，坚固型应变传感器，测量范围±100微米每米，非线性小于0.5%，重复性小于0.1%，输出信号CANopen DS404，供电10至33伏直流，电流消耗小于60毫安，测量分辨率0.1微米每米，截止频率1000赫兹，传感器主体1.7225化学镀镍，外壳不锈钢1.4301，密封NBR，尺寸40毫米×21毫米×71毫米，重量330克，防护等级IP68和IP69K，通过proTect+长期密封测试，防腐蚀保护C5-M，工作温度零下40至零上85摄氏度，传感器刚度80牛每100微米每米，M12五针公头连接器，UL listed。同系列相关产品包括DST55R-28.xxx.TC1.A5系列其他量程和配置的坚固型应变传感器，以及DST53-A102I高性能应变传感器、DST76-B500I标准应变传感器、DST20系列微型应变传感器。相关附件包括连接电缆传感器至PLC、参数化工具、CANopen配置软件等