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什么是稱重傳感器和力傳感器?原理、特點是什么?

作者: 長沙諾賽希斯 來源: www.hbsbyz.icu 時間:2019-09-27 13:57 :08
  什么是稱重傳感器?
  稱重傳感器 - 有時稱為“力”,“稱重”或“重量”單元 - 是一種傳感器,可將作用于其上的負載轉換為可測量(模擬或數字)輸出。輸出與施加的力或負載成比例。下面我們將介紹如何使用稱重傳感器和不同類型的稱重傳感器進行力測量。
  稱重傳感器工作原理,稱重傳感器的工作原理
  通過應變儀的物理變形實現轉換,應變儀結合到稱重傳感器結構上。應變儀連接到惠斯通電橋電路,帶有四個應變儀(全橋),兩個儀表(半橋)或一個儀表(四分之一橋)。使用半橋和四分之一橋,橋使用精密監視器完成。
  在橋式電路中配置額外的可鍵合電阻,以補償溫度對零或空載信號的影響以及靈敏度(由于施加的負載引起的輸出,再加上另一個電阻,使橋在空載時無效) 。
沖擊力傳感器
  完成的惠斯通電橋需要穩定的直流電源來激勵電路。這通常是5Vdc或10Vdc,但可以是1Vdc至18Vdc的任何值。
  當應力施加在粘合應變儀上時,會發生電阻變化,使惠斯通電橋不平衡。這提供了與應力值成線性比例的輸出信號。該信號的值也與激勵電壓成比例,通常為幾毫伏。
  稱重傳感器輸出選項
  這些低電平毫伏信號與各種定制的應變計儀器兼容。這些儀器包括數字顯示器,模擬和數字放大器。典型的模擬放大器將產生更高電平的電壓(0-5Vdc,0-10Vdc)或電流(0-20mA,4-20mA),用于后續處理。
  數字放大器通常使用通用ASCII協議或已開發的一系列更專業的行業特定協議(如Modbus)提供RS232,RS422或RS485輸出。模擬和數字儀器的尺寸都已經縮小(小型化),足以使物品能夠安裝在稱重傳感器或力傳感器的主體內。
  稱重傳感器設計或者通過它們產生的輸出信號的類型(氣動,液壓或電氣)或通過它們檢測負載或重量(彎曲,剪切,壓縮,張力等)的方法來區分。
  為滿足研發和工業應用中的各種用途,稱重傳感器可采用多種形式。然而,今天的大多數設計都使用應變計作為傳感元件,其中使用箔或半導體。
  箔規提供最廣泛的稱重傳感器設計選擇,因此往往是最常用的。應變計圖案提供拉伸,壓縮和剪切力的測量。
  半導體應變計具有較小的模式范圍,但具有更小的優點,并提供大規格因數,從而在相同的給定應力下產生更大的輸出。由于這些特性,它們傾向于用于微型稱重傳感器設計。證明環用于負載測量,使用校準的金屬環,其運動用精密位移傳感器測量。
  稱重傳感器工作原理
  應變式稱重傳感器將作用于它們的負載轉換為電信號。測量儀本身粘合到梁上或結構構件上,當施加力時該梁或結構構件變形。在大多數情況下,使用四個應變計來獲得最大靈敏度和溫度補償。兩個儀表通常處于拉伸狀態,兩個處于壓縮狀態,并通過補償調整進行接線。當施加載荷時,應變會使載荷的電阻與載荷成比例地改變。隨著應變儀版本繼續提高其精度,同時降低單位成本,其他稱重傳感器正變得越來越不受歡迎。
  早期的稱重傳感器設計簡單地使用應變儀來測量直接應力,該直接應力在受到拉伸或壓縮力時被引入金屬元件中。彎曲梁型設計使用應變儀來監測受到彎曲力時傳感元件中的應力。最近,剪切應力的測量已被采用作為更有效的載荷確定方法,因為該方法較少依賴于力施加到載荷傳感器的方向。
  其他類型的稱重傳感器包括液壓(或靜液壓),氣動,壓電和振弦式稱重傳感器。
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