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不同类型的称重传感器工作原理及如何进行力测量?

 日期:2021-12-27 13:16:07 人气:465

称量传感器-有时也被称为“力”、“称量”或“重量”装置-是一种传感器,它能把施加在它上面的负荷转换成可测量的(模拟)输出。其输出与所施加的力和负荷成正比。接下来,我们将介绍如何利用称重传感器及各种形式的称重传感器进行测力。
由应变片的物理变形来实现变换,将应变片与称重传感器相结合。应变计与惠斯通电桥电路相连,四个应变计(全桥)、两个仪表(半桥)或一个仪表(四分之一桥)。采用半桥和四分之一桥,桥梁采用精密显示器。
将附加电阻器安装在桥型电路中,以补偿温度对零或空载信号的影响,并补偿其灵敏度(由于加载产生的输出,再加上另一个电阻,使桥梁在空载时失效)。
完整的惠斯通电桥需要一个稳定的直流电源来驱动电路。一般为5Vdc或10Vdc,但是可以是从1Vdc到18Vdc的任意值。
应用于粘接应变片时,会产生电阻变化,造成惠斯通电桥的不平衡。这样,输出的信号与应力值成正比。这个信号的数值还与激发电压成正比,一般是几毫伏。
称量传感器输出选项。
这类低电平毫伏信号与各种定制的应变仪兼容。仪表包括数字显示、模拟和数字放大器。通常,模拟放大器会产生较高电平的电压(0-5Vdc、0-10Vdc),或用于后续处理(0-20mA、4-20mA)。
数码放大器通常使用通用ASCII协议或者一系列专门针对工业的协议(例如Modbus)来提供RS232、RS422或RS485输出。模拟器和数字仪表的尺寸已缩小(小型),足以使物品能被安装在称重传感器或力传感器的体内。
称量传感器可以是由其产生的输出信号(气动、液压或电气),也可以是载荷或重量(弯曲、剪切、压缩、拉力等等)的一种方法进行区分。
在研究与开发、工业应用中,称重传感器可以采用多种形式。但是,现在大多数设计使用应变仪作为感测元件,使用箔或半导体。
测定仪为称重传感器提供了最广泛的选择,因而经常被使用。应变仪图样提供了测量拉伸,压缩和剪切力。
半导体应变仪有较小的模式范围,但是有更小的优点,并且可以提供大的规格因子,因此可以在同样的压力下产生更大的输出。因为这些特点,他们往往被用来设计小型的称重传感器。证明环用于负荷测量,采用标定的金属环,其运动用精密位移传感器测量。
称量传感器工作原理。
应变型称重传感器将作用于其负荷转化成电信号。测量器本身粘接在梁上或结构构件上,使其在施加压力时变形。通常采用四种应变仪实现最高灵敏度和最高温度补偿。在一般情况下,两台仪器均为伸缩型,通过补偿调节连接线。在荷载作用下,应变将使其电阻随载荷发生相应变化。随著应变计不断地提高它们的精确度,同时降低单位成本,其它称量传感器也越来越不受欢迎。
早先的称重传感器是利用应变计来测量直接应力值,它是当受拉或压力作用下进入金属元件内的。弯梁型设计利用应变计监控受弯矩作用时元件内的应力。近来,由于剪应力的作用方向对载荷传感器方向的依赖性较小,因此剪应力的测量被用来作为一种更有效的载荷测定方法。

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