知識|稱重傳感器的基本知識
1、什么是稱重傳感器
稱重傳感器是用來將重量信號或壓力信號轉(zhuǎn)換成電量信號的轉(zhuǎn)換裝置。
2、稱重傳感器的測量原理是什么
稱重傳感器采用金屬電阻應(yīng)變片組成測量橋路,利用金屬電阻絲在張力作用下伸長變細(xì),電阻增加的原理,即金屬電阻隨所受應(yīng)變而變化的效應(yīng)而制成的(應(yīng)變,就是尺寸的變化)。
3、稱重傳感器的構(gòu)造原理
金屬電阻具有阻礙電流流動的性質(zhì),即具有電阻(Ω),其阻值依金屬的種類而異。同一種金屬絲,一般來講,越是細(xì)長,其電阻值就越大。當(dāng)金屬電阻絲受外力作用而伸縮時,其電阻值就會在某一范圍內(nèi)增減。因此,將金屬絲(或膜)緊貼在被測物體上,而且這種絲或膜又很細(xì)或很薄,粘貼又十分完善,那麼,當(dāng)被測物體受外力而伸縮時,金屬電阻絲(膜)也會按比例伸縮,其阻值也會相應(yīng)變化。稱重傳感器就是將金屬電阻應(yīng)變片粘貼在金屬稱重梁上進(jìn)行測量重量信號的。
4、稱重傳感器的外形構(gòu)造與測重形式
稱重傳感器的外形構(gòu)造隨被測對象的不同,其外形構(gòu)造也會不同。
A、比較常見的稱重傳感器的外形構(gòu)造:圓柱形(杯柱形);S形;長方形等。
B、測重形式:
壓縮式;伸張式。圓柱形(杯柱形)一般均為壓縮式測重形式。S形,長方形均為壓縮式,伸張式兩用測重形式。
C、內(nèi)部金屬稱重梁形式:
一般分為單孔或雙孔形式。
D、鶴林公司使用的稱重傳感器的外形構(gòu)造與測重形式:
圓柱形——稱重倉(壓縮式),原料粉煤灰秤(壓縮式)。S形——皮帶秤(壓縮式),包裝機(jī)袋重秤(伸張式)。長方形——汽車衡(壓縮式),軌道衡(壓縮式),煤粉天平秤(伸張式),固體流量計(壓縮式)。
5、稱重傳感器的電路組成
稱重傳感器進(jìn)行測量時,我們需要知道的是應(yīng)變片受應(yīng)變時的電阻變化。通??偸遣捎脩?yīng)變片組成橋式電路(惠斯登電橋),將應(yīng)變片引起的電阻變化轉(zhuǎn)換成電壓變化來進(jìn)行測量的。
設(shè):電橋的輸入激勵電壓為Ei, ①
則電橋的輸出電壓△E0為:
R1 R2
△E0=Ei×[(R1R3-R2R4)/(R1+R2)(R3+R4)]
輸入激勵電壓 ③ 輸出電壓
令電橋的初始條件為
R1=R2=R3=R4, ④
則△E0=0。
設(shè)電阻值R1的應(yīng)變片受應(yīng)變作用 R3 R4
后的電阻變化為R+△R,則電橋的輸 ②
出電壓△E0為:
△E0=Ei[△R/(4R+2△R)]≌(△R/4R)Ei (R>>△R)
由于△R=R×K0×ε,所以
△E0=(Ei×K0×ε)/4
例如,設(shè)K0=2,ε=1000×0.000001,Ei=1V
則:△E0=(1×2×1000×0.000001)/4=0.5mV
式中 K0=系數(shù)(一般為2)
ε=應(yīng)變系數(shù)(一般為500×0.000001~2000×0.000001;相當(dāng)于10~40Kgf/mm2。)
Ei=輸入的激勵電壓
為了增加電橋的視在輸出,大多都將電橋設(shè)計成4枚應(yīng)變片都受力作用的形式(4個工作片)。
此時 △E0=0.5mV×4=2 mV
6、傳感器的輸出靈敏度的表示方法
電橋的輸出電壓通常用輸入激勵電壓為1V時的輸出電壓(mV/V)來表示。通常稱傳感器的輸出靈敏度。
7、為什么傳感器內(nèi)部要加補(bǔ)償電路
稱重傳感器在制造過程中,為了改善它的性能,特別是改善溫度特性,一般要在應(yīng)變片電路中附加對零點和靈敏度的溫度補(bǔ)償。即除了應(yīng)變片外,其中還增加了各種補(bǔ)償電阻。
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