電阻應(yīng)變式傳感器是利用金屬的電阻應(yīng)變效應(yīng)制造的一種測量微小變化量的傳感器。應(yīng)變式傳感器是基于測量物體受力變形所產(chǎn)生應(yīng)變的一種傳感器。電阻應(yīng)變片是電阻應(yīng)變式傳感器的核心部分，直接影響傳感器的各種性能指標。電阻應(yīng)變片的工作原理是金屬的應(yīng)變效應(yīng)。金屬導(dǎo)體的電阻隨著它所受機械變形的大小而發(fā)生變化的現(xiàn)象，稱為金屬的電阻應(yīng)變效應(yīng)。

　　在現(xiàn)有飛機強度測試中，普遍采用電阻應(yīng)變片式的測量原理，對每個強度考核點粘貼一只電阻應(yīng)變片，在進行試驗時，通過讀取應(yīng)變值來獲取飛機機體節(jié)點的強度情況。普通飛機每架約采用6 000～12 000只應(yīng)變片，大型飛機會更多，而每只應(yīng)變片有3根電導(dǎo)線，這樣共有數(shù)萬根導(dǎo)線，占用較大面積、布線繁雜，線路纏繞比較嚴重，造成測試現(xiàn)場混亂。一旦某一只應(yīng)變片出現(xiàn)問題，現(xiàn)場查找將非常困難，大幅增加了強度測試的復(fù)雜性和周期。

　　本文采用光纖進行應(yīng)變信號的傳輸，以模塊化設(shè)計，通過模塊間級聯(lián)的方式，使得可采集的應(yīng)變片路數(shù)呈幾何倍數(shù)增加，將上萬根電信號轉(zhuǎn)換成一路或幾路光信號進行傳輸，從測試現(xiàn)場到監(jiān)控室僅有一根光纜。

　　而且由于采用模塊化設(shè)計，一旦某一路信號出現(xiàn)問題，可以直接帶電插拔更換，大幅縮短監(jiān)測過程中查找問題源的周期。通過光纖技術(shù)的引入，促進飛機強度監(jiān)測系統(tǒng)的可靠性和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。

　　1、系統(tǒng)設(shè)計

　　1.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計

　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。組件分為發(fā)射端、光纖和接收端3部分。發(fā)射端由1級模塊、2級模塊、3級模塊組成。1級模塊用于采集應(yīng)變信號，每個1級模塊最多可以采集16路應(yīng)變信號;2級模塊、3級模塊用于數(shù)據(jù)復(fù)接和通信，每個2級模塊最多可以接16只1級模塊，最多可以采集256路應(yīng)變信號;每個3級模塊最多可以接16只二級模塊，最多可采集4 096路應(yīng)變信號。一架飛機最多需要3只3級模塊就可以達到采集所有節(jié)點的目的，3級模塊把采集到的4 096路應(yīng)力信號轉(zhuǎn)換成光信號通過光纖傳輸?shù)竭h端，在遠端再通過光電轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換成電信號并接收、解碼、提取、送到上位機進行處理。而且本產(chǎn)品可以根據(jù)要采集的應(yīng)變路數(shù)隨意增減模塊數(shù)量，如果要采集幾百路應(yīng)變信號，只需要若干個1級、2級模塊，如果采集幾十路應(yīng)變信號，則幾個1級模塊就可以滿足要求，組合自由。如果其中某一模塊不能正常工作，可以直接更換而不影響整個系統(tǒng)的工作。

　　圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖