橋式稱(chēng)重傳感器的工作原理與構成
時(shí)間: 2024-09-23 14:35:24 瀏覽次數:
橋式稱(chēng)重傳感器是傳感器的類(lèi)型之一,它是一種將能量從一種形式轉換到另一種形式的設備。稱(chēng)重傳感器是一種力傳感器,將施加在稱(chēng)重傳感器上的力轉化為可測量的電信號。信號的強度隨施加力的比例變化。
工業(yè)應用中最常用的稱(chēng)重器類(lèi)型是應變片。應變片稱(chēng)重傳感器由固定應變片的固體金屬體(或"彈簧元件")組成。應用負載時(shí),稱(chēng)重傳感器的主體輕微變形并偏轉。偏轉是指應用負載時(shí),負載單元沿主軸的長(cháng)度變化。在拉壓力稱(chēng)重傳感器中,偏轉使儀表變短變厚。在張力稱(chēng)重傳感器中,儀表被拉伸,變長(cháng)變薄。為了響應體型的變化,應變片也會(huì )改變形狀。這反過(guò)來(lái)又會(huì )導致應變片的電阻變化,然后可以測量為電壓變化。由于輸出的這種變化與施加的重量量成正比,因此可以從電壓變化中確定物體的重量。
橋式稱(chēng)重傳感器工作原理:稱(chēng)重傳感器彈性體(彈性元件,敏感梁)在外力作用下產(chǎn)生彈性變形,使粘貼在他表面的電阻應變片(轉換元件)也隨同產(chǎn)生變形,電阻應變片變形后,它的阻值將發(fā)生變化(增大或減?。?,再經(jīng)相應的測量電路把這一電阻變化轉換為電信號,從而完成了將外力變換為電信號的過(guò)程。由此可見(jiàn),電阻應變片、彈性體和檢測電路、傳輸電纜是電阻應變式稱(chēng)重傳感器中不可缺少的幾個(gè)主要部分。
橋式稱(chēng)重傳感器優(yōu)缺點(diǎn):
優(yōu)點(diǎn):對加載點(diǎn)變化不敏感、抗偏載性能好、固有線(xiàn)性好、安裝方便、稱(chēng)重傳感器固定不旋轉、制造成本低。
缺點(diǎn):重心較高、過(guò)載能力較差,大秤量的稱(chēng)重傳感器難以達到高的準確度等級。
采用橋式稱(chēng)重傳感器的長(cháng)承載器衡器,在使用過(guò)程中其球狀壓頭隨著(zhù)承載器長(cháng)度變化,壓頭也在彈性體的球窩內沿長(cháng)度方向滾動(dòng),使作用力加載方向偏移,從而產(chǎn)生偏載。
雖然此類(lèi)稱(chēng)重傳感器的抗偏載性能比較好,但是位移量較大時(shí)也會(huì )影響一定的計量性能。為此筆者在1991年針對數字指示軌道衡產(chǎn)品承載器比較長(cháng)的狀況,考慮多只稱(chēng)重傳感器受熱脹冷縮的影響因素,申請了一個(gè)實(shí)用新型的專(zhuān)利將稱(chēng)重傳感器上壓頭設計成兩種形式,一種是保留了原設計的球面形狀,用于中間四只稱(chēng)重傳感器,起到定位作用;一種是按照球面的最高點(diǎn)設計成平面形狀,用于端部的稱(chēng)重傳感器,不論熱脹冷縮時(shí)承載器的長(cháng)度如何變化,可以保證其承載器上的作用力總是垂直作用于稱(chēng)重傳感器上。