称重传感器原理及应用(称重传感器的原理)

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称重传感器原理及应用(称重传感器的原理)

  

称重传感器的原理

  电阻应变式称重传感器是基于这样一个原理:弹性体(弹性元件,敏感梁)在外力作用下产生弹性变形,使粘贴在它表面的电阻应变片(转换元件)也随同产生变形,电阻应变片变形后,它的阻值将发生变化(增大或减小),再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号(电压或电流),从而完成了将外力变换为电信号的过程。
由此可见,电阻应变片、弹性体和检测电路是电阻应变式称重传感器中不可缺少的几个主要部分。下面就这三方面简要论述。
一、电阻应变片
电阻应变片是把一根电阻丝机械的分布在一块有机材料制成的基底上,即成为一片应变片。他的一个重要参数是灵敏系数K。我们来介绍一下它的意义。
设有一个金属电阻丝,其长度为L,横截面是半径为r的圆形,其面积记作S,其电阻率记作ρ,这种材料的泊松系数是μ。当这根电阻丝未受外力作用时,它的电阻值为R:
R=ρL/S(Ω)(2—1)
当他的两端受F力作用时,将会伸长,也就是说产生变形。设其伸长ΔL,其横截面积则缩小,即它的截面圆半径减少Δr。此外,还可用实验证明,此金属电阻丝在变形后,电阻率也会有所改变,记作Δρ。
对式(2--1)求全微分,即求出电阻丝伸长后,他的电阻值改变了多少。我们有:
ΔR=ΔρL/S+ΔLρ/S–ΔSρL/S2(2—2)
用式(2--1)去除式(2--2)得到
ΔR/R=Δρ/ρ+ΔL/L–ΔS/S(2—3)
另外,我们知道导线的横截面积S=πr2,则Δs=2πr*Δr,所以
ΔS/S=2Δr/r(2—4)
从材料力学我们知道
Δr/r=-μΔL/L(2—5)
其中,负号表示伸长时,半径方向是缩小的。μ是表示材料横向效应泊松系数。把式(2—4)(2—5)代入(2--3),有
ΔR/R=Δρ/ρ+ΔL/L+2μΔL/L
=(1+2μ(Δρ/ρ)/(ΔL/L))*ΔL/L
=K*ΔL/L(2--6)
K=1+2μ+(Δρ/ρ)/(ΔL/L)(2--7)
式(2--6))说明了电阻应变片的电阻变化率(电阻相对变化)和电阻丝伸长率(长度相对变化)之间的关系。
需要说明的是:灵敏度系数K值的大小是由制作金属电阻丝材料的性质决定的一个常数,它和应变片的形状、尺寸大小无关,不同的材料的K值一般在—之间;其次K值是一个无因次量,即它没有量纲。
在材料力学中ΔL/L称作为应变,记作ε,用它来表示弹性往往显得太大,很不方便
常常把它的百万分之一作为单位,记作με。这样,式(2--6)常写作:
ΔR/R=Kε(2—8)
二、弹性体
弹性体是一个有特殊形状的结构件。它的功能有两个,首先是它承受称重传感器所受的外力,对外力产生反作用力,达到相对静平衡;其次,它要产生一个高品质的应变场(区),使粘贴在此区的电阻应变片比较理想的完成应变枣电信号的转换任务。
以称重传感器的弹性体为例,来介绍一下其中的应力分布。
设有一带有肓孔的长方体悬臂梁。
肓孔底部中心是承受纯剪应力,但其上、下部分将会出现拉伸和压缩应力。主应力方向一为拉神,一为压缩,若把应变片贴在这里,则应变片上半部将受拉伸而阻值增加,而应变片的下半部将受压缩,阻值减少。下面列出肓孔底部中心点的应变表达式,而不再推导。
ε=(3Q(1+μ)/2Eb)*(B(H2-h2)+bh2)/(B(H3-h3)+bh3)(2--9)
其中:Q--截面上的剪力;E--扬氏模量:μ—泊松系数;B、b、H、h—为梁的几何尺寸。
需要说明的是,上面分析的应力状态均是“局部”情况,而应变片实际感受的是“平均”状态。
三、检测电路
检测电路的功能是把电阻应变片的电阻变化转变为电压输出。因为惠斯登电桥具有很多优点,如可以抑制温度变化的影响,可以抑制侧向力干扰,可以比较方便的解决称重传感器的补偿问题等,所以惠斯登电桥在称重传感器中得到了广泛的应用。
因为全桥式等臂电桥的灵敏度最高,各臂参数一致,各种干扰的影响容易相互抵销,所以称重传感器均采用全桥式等臂电桥。

  

重量传感器的工作原理

  (下简称仪表)、称重传感器(下简称传感器)、连接件、限位装置及接线盒等零部件组成,还可以选配打印大屏幕显示器、计算机和稳压电源等外部设备。
2、工作原理
被称重物或载重汽车置于承载器台面上,在重力作用下,通过承载器将重力传递至称重传感器,使称重传感器弹性体产生变形,贴附于弹性体上的应变计桥路失去平衡,输出与重量数值成正比例的电信号,经线性放大器将信号放大。再经A/D转换为数字信号,由仪表的微处理机(CPU)对重量信号进行处理后直接显示重量数据。配置打印机后,即可打印记录称重数据,如果配置计算机可将计量数据输入计算机管理系统进行综合管理。
在称重传感器的弹性体上粘贴有应变计,组成惠斯登电桥。在无负荷时,电桥处于平衡状态,输出为零。当弹性体承受载荷时,各应变计随之产生与载荷成比例的应变,由输出电压即可测出外载重量,通过仪表的通讯接口可以与上位机连接。
称重传感器是一种常用的测量仪器,具有测量精准、维护简便、使用灵活、可靠性高等优点,被广泛的应用于多个行业中。称重传感器在商用电子秤中也有一定的应用,起到作用也是非常大的。那么商用电子秤中称重传感器的作用是什么呢?下面小编就来为大家具体介绍一下吧。
三梁式弯曲弹性体,采样弯曲应力,对重量反应敏感,宜用来制作小称量计价秤。三梁式剪切弹性体,采样中间敏感梁的剪切应力,宜用来制作几百公斤称量范围计价秤。
用这些复梁型高精度称重传感器来支承一个大的称重平台,被称重物又可能放置在任何称台的任意位置上,必然会产生四角示值误差,两种结构形式的称重传感器,可通过锉磨的形式进行角差修正。它有上下两根局部削弱的柔性辅助梁,使传感器对侧向力、横向力和扭转力矩具有很强的抵抗能力,可以通过锉磨辅助梁的柔性部位来调整传感器的灵敏系数和四角误差。一种商用电子计价秤的电路。传感器采用的是梅花型四连孔结构,该秤具有置零、自动清除单价、零位自动跟踪、自动去皮、次数累计和金额累计、打印输出等功能,7段绿色荧光数码管显示,使用十分方便。
采用CHBL3型号S型双连孔弹性体称重传感器制作的便携式家用电子手提秤的原理图,由称重传感器、放大电路、A/D转换和液晶显示四部分组成。E为9V的叠层电池,R1-R4是称重传感器的4个电阻应变片,R5、R6与W1组成零点调整电路。当载荷为零时,调节RW1使液晶显示屏显示为零。A1,A2为双运放集成电路LM358中的两个单元电路,组成了一个对称的同相放大器,A/D转换器采用ICL7106双积分型A/D转换器,液晶显示采用31/2液晶显示片。该电子秤精度高,简单实用,携带方便。
称重传感器是一种高精度的传感器,必须按规定的规格使用。若不按规定的规格使用,不仅不能发挥称重的作用,而且容易损坏,尤其是绝对不准超过负荷安全值使用。
对于因温度变化对桥接零点和输出,灵敏度的影响,即使采用同一批应变片,也会因应变片之间稍有温度特性之差而引起误差,所以对要求精度较高的传感器,必须进行温度补偿,解决的方法是在被粘贴的基片上采用适当温度系数的自动补偿片,更多相关问题可咨询我司陈工,yuxiao26888希望他能帮助到您,并从外部对它加以适当的补偿。

  

压磁称重传感器工作原理及图解!谢谢!

  压磁式传感器是电感式传感器的一种,也称为磁弹性传感器,是一种新型传感器。它的工作原理是建立在磁弹性效应基础之上,即利用这种传感器将作用力(如弹性应力、残余应力等)的变化转化成传感器导磁体的导磁率变化并输出电信号。压磁式传感器的优点很多,如输出功率大、信号强、结构简单、牢固可靠、抗干扰性能好、过载能力强、便于制造、经济实用,可用在给定参数的自动控制电路中,但测量精度一般,频响较低。近年来,压磁式传感器不仅在自动控制上得到越来越多的应用,而且在对机械力(弹性应力、残余应力)的无损测量方面,也为人们所重视,并得到相当成功的应用。在生物医学领域对骨科及运动医学测试也正在应用该类传感器。压磁式传感器是一种有发展前途的传感器。压磁式传感器是一种有源传感器,它的工作原理是基于材料的压磁效应。所谓压磁效应就是在外力作用下,铁磁材料内部发生应变,产生应力,使各磁畴之间的界限发生移动,从而使磁畴磁化强度矢量转动,因而铁磁材料的磁化强度也发生相应的变化,这种由于应力使铁磁材料磁化强度变化的现象,称为压磁效应。若某一铁磁材料上绕有线圈,在外力的作用下,铁磁材料的导磁率发生变化,则会引起线圈的电感和阻抗变化。当铁磁材料上同时绕有激磁绕组和测量绕组时,导磁率的变化将导致绕组间耦合系数的变化,从而使输出电势发生变化。通过相应的测量电路,就可以根据输出的量值来衡量外力的作用,如下图:

  

测力称重传感器工作原理图

  您好百。简单一点说:传感器→前置放大→滤波器→多路度或单路模拟开关→S/H(取样和保持)→A/D(计算模拟数字)→计算机系统。知1.加载受力变化2.弹性体形状发生变道化3.应变片长度发生变回化(附着弹性体上的)4.应变片电阻值答发生变化5.惠斯通电桥桥臂值发生变化6.传感器输出发生变希望能帮到您。
电阻应变式称重传感器的工作原理电阻应变式称重传感器基抄于这样一个原理:弹性体(弹性元件,敏感粱)在外力作用下产生弹性变形,使粘贴在它表面的电阻应变片(转换元件)也随同产生变形;电阻应变片变形后,它的阻值将发知生变化(增大或减小)。再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号(电压或电流)输出,从而完成了将外力变换为电信号的过程。由此可见,电阻应变片道、弹性体和检测电路是电阻应变式称重传感器中不可缺少的几个主要部分。电阻应变片电阻应变片是把一根电阻灶机械地布置在一块有机材料制成的基底上,即成为片应变片。检测电路检测电路的功能是把电阻应变片的电阻变化转变为电压输出。

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