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                称重传感器的使用范围及原理机制

                时间: 2020-07-01 来源:丽景微电子

                我们一直在使用电子秤或称重机。你去任何杂货店或珠宝店都可以见到使用电子称称物品(在精度不高并非最重要的情况下)。但是,我们有没有考虑过电子秤的机制呢?

                电子秤或称重机的核心是称为称重传感器的传感器。这些传感器可感应物品的力(或重量),电子电路处理传感器的输出,并显示在指示器上。称重传感器是高精度的传感器,为用户提供了由于商业因素而通常无法通过其他技术获得的信息。

                丽景称重传感器


                称重传感器的使用范围不限于电子秤。更适用于负载测试机、工业秤、流量计等。总而言之,只要需要"力测量",就可以使用称重传感器。


                什么是称重传感器
                根据字典,称重传感器为"以数字显示重量的电子秤所需的重量测量装置"。然而,称重传感器不限于电子秤的重量测量。
                称重传感器是一种无源传感器,可将施加的力转换为电信号。它们也被称为"负载传感器"。


                负载单元使用不同的操作原理,即,

                · 基于流体压力的负载单元
                · 基于弹性的负载单元
                · 基于磁收缩效应或压电效应的负载细胞
                然而,唯一流行的称重传感器是基于应变量具的称重单元。因此,"称重传感器"一词表示"基于量具的应变载重单元"。广泛采用基于应变量具的称重电池的原因是其特性
                1.高度精确和线性测量
                2.由于温度变化,影响很小。
                3. 与其他类型的称重电池相比,体积较小。
                4. 由于缺乏运动部件或任何产生摩擦的部件,使用寿命长。
                5. 由于部件数量少,生产方便。
                6. 出色的疲劳特性

                测量原理

                称重传感器主要大发快三大小单双推算器由弹簧材料和应变量具组成。弹簧材料由于施加的负载和应变量具而导致应变,因此根据应变的变化改变其电阻。

                1. 弹簧材料
                传感或弹簧元件是称重传感器的主要结构部件。该元件的设计方式与施加的负载成正比地形成应变。
                当施加外力时,分子力在构成物体的分子之间工作,产生内力,试图防止施加力变形。当外力与对象内大发快三走势图怎么看性别孕早期部产生的内力平衡时,物体的变形将停止。此时,在对象横截面上生成的单位面积的内力称为"应力",单位原始尺寸尺寸的变化称为"应变"。弹簧材料与施加力成比例地发展应变。
                为了提高载重电池的性能,弹簧材料的特性非常重要。
                · 蠕变,即外大发快三中奖助手破解版无限积分下载力引起的物体变形随着时间的推移而变大时出现的现象,应该很小。
                · 材料应具有高比例限制,这保证了广泛的线性范围。
                · 物体因时间的流逝而引起的永久性应力变化,应该很小。
                · 抗冲击能力应该很高。
                · 它应该有良好的可操作性。
                镍铬-铝钢、不锈钢和铝钢是满足这些要求的一些材料。
                2. 应变盖
                应变量具利用许多金属在拉长或收缩时电阻变化的原理。
                A Diagram of Strain Gauge
                图2:应变计图
                由于大发快三是电脑控制吗电阻取决于材料的电阻率、长度和横截面面积,因此,根据金属丝是拉长还是收缩,相同的金属丝将具有不同的电阻。金属字符串变长的时间越长,电阻越大。应变片利用这一大发快三骗局最新消息原理,被定义为电阻随器件中应变量成正比变化的器件。
                金属应变片由一条非常细大发快三有赢的吗的导线组成,或者更常见的是,金属箔以网格图案排列。网格图案最大化金属线或铝箔在平行方向受到应变的量。将网格的横截面面积降至最低,以减少剪切应变和泊松应变的影响。网格粘附在薄衬垫上,称为载波,直接连接到试样上。因此,试样所体验的应变直接转移到应变片上,应变片对电阻的线性变化作出反应。标称电阻值为 30 至 3000 ,有 120、350 和 1000 是最常见的值。

                A Figure Representing Grid of a Metallic Strain Gauge

                图3:代表金属应变计网格的图

                通过将应变片粘合到弹簧材料中,制造称重电池。为了有效地检测应变,应变片粘结到应变最大弹簧材料上的位置。当施加力对物体造成的应力低于比例限制时,应变随应力线性变化,应变片的电阻值随变形而线性变化。

                A Diagram Showing the Linear Relationship Between Stress and Strain Gauge

                图4:显示应力和应变计线性关系的图

                A Figure Illustrating Relation of the Change of Strain Gauge in Context to Spring Material

                图5:应变计变化与弹簧材料变化图

                应变变化与电阻变化的关系由量具因子控制,该因子定义为单位电阻电阻变化与应变量单位长度变化的比率。因此
                改变盖具电阻彩票大发快三 + 盖具电阻 + 盖奇因子 * 应变。
                金属应变量具的量具系数约为 1.5 ~ 2。
                应变量具的粘合
                对于应变测量粘结,粘合剂需要准确地将弹簧材料的应变传输到测量。用于应变型粘结的粘合剂具有理想的性能:
                · 粘合剂应具有足够的强度,以承受温度和湿度的变化
                · 粘结应有足够的绝缘性,防止温度和湿度。
                · 固化时收缩程度应小。
                用于粘合应变量的粘合剂是
                1.溶剂蒸发胶粘剂(如K-4):这些粘合剂在室温下变硬,纸张计、多孔基量表等可以很容易地连接。
                2.接触固化粘合剂(环丙酸酯胶粘剂,如CY-10和伊西曼910,在几分钟大发快三官网领英内粘合)
                3.环氧粘合剂
                4.苯酚粘合剂(苯酚"烤石"胶粘剂需要相对较高的粘合压力和较长的固化大发快三计划免费版时间)

                规格

                1。 额定容量或额定负载
                额定容量定义为负载单元在满足其规格时可以测量的最大负载。在额定容量范围内,测量结果不应受到超过最大允许误差的误差的影响。
                示例:额定容量:100 kg
                2.额定输出
                额定输出是1分钟一开大发快三网址无负载和额定容量负载时的差异。它通常以每个激励电压(mV/V)的输出表示;或者称为"跨度"。
                示例:额定输出:1 mV/V
                3.过载,安全
                安全过载是可以应用的最大负载,而不会在性能特性超出指定性能特性的情况下产生永久转移;指定为
                测量范围(即额定容量的 150%)。
                4.补偿温度范围
                补偿温90彩票大发快三规律破解教程度范围是补偿额定输出和零平衡以符合称重传感器规格的温度范围。
                5.零余额
                零平衡是施加额定激励电压时产生的电气输出,电池上没有任何负载。它通常表示为额定输出的百分比。
                示例:零余额:额定输出的 10~5%。
                6.零平衡的温度效应
                零平衡的温度效应是环境温度变化引起的零平衡漂移。此值表示为额定输出的百分比。
                示例:零平衡的温度效应:额定输出/10 oC 的 0.04%
                7.温度对额定输出的影响
                额定输出的温度影响是环境温度变化导致的额定输出的漂移。
                示例:温度对跨度的影响:负载的 0.014%/10 oC Typ。
                8. 非线性
                非线性是输出与线性校准曲线的最大偏差,该曲线连接零天平和额定输出。
                9. 滞后错误
                滞后误差是负载增加和减少时产生的输出的最大差异。
                10. 合并错误
                组合误差是输出与线性校准曲线的最大偏差,该曲线将零天平和额定输出联系起来,包括负载增加和减少时。它指定为额定输出的百分比。
                11. 推荐/最大激励电压
                推荐/最大激励电压是施加在称重传感器的输入端子上的电压。典型激发为 10 Vdc。
                12. 绝缘电阻
                绝缘电阻是称重电池单元与其电路之间的直接电流电阻。
                示例:绝缘电阻:500 M/DC 50 V

                加载单元配置

                在外力应用时,弹簧材料中产生的应变通过应变量具转化为电阻变化。由于电阻变化很小,因此使用惠斯通桥(一种用于检测电阻小变化的电路)。惠斯通桥是四个电阻器的网络,如图所示。
                A Diagram Representing Load Cells Configuration
                图 14:表示负载单元配置的图

                根据称重单元中使用的应变量,称重电池用于大发快三高手传授经验以下三种配置
                1.四分之一桥
                在此配置大发快三走势图规律中,只有一个应变(四个中)用于感知应变。它构成了惠斯通桥的一臂之臂。在信号调理电路的桥接网络中,提供了桥的三个电阻。
                2.半桥
                在此配置中,两个应变量具被粘合在称重单元中,以感应应变,这两个应变量具形成两个臂。在信号调节电路中完成桥的两个电阻。
                3.全桥。
                在此配置中,所有四个应变量具都粘合在称重单元中,以感应应变。此配置提供最大灵敏度,不受温度变化的影响。
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