當(dāng)前位置:南京天光電氣科技有限公司>>技術(shù)文章>>稱重傳感器工作原理及輸出選項(xiàng)
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(fù)載轉(zhuǎn)換為可測量(模擬或數(shù)字)輸出。輸出與施加的力或負(fù)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(jìn)行力測量。
通過應(yīng)變儀的物理變形實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換,應(yīng)變儀結(jié)合到稱重傳感器結(jié)構(gòu)上。應(yīng)變儀連接到惠斯通電橋電路,帶有四個應(yīng)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(jiān)視器完成。
在橋式電路中配置額外的可鍵合電阻,以補(bǔ)償溫度對零或空載信號的影響以及靈敏度(由于施加的負(fù)載引起的輸出,再加上另一個電阻,使橋在空載時無效)。
這些低電平毫伏信號與各種定制的應(yīng)變計(jì)儀器兼容。這些儀器包括數(shù)字顯示器,模擬和數(shù)字放大器。典型的模擬量放大器將產(chǎn)生更高電平的電壓(0-5Vdc,0-10Vdc)或電流(0-20mA,4-20mA),用于后續(xù)處理。
數(shù)字放大器通常使用通用ASCII協(xié)議或已開發(fā)的一系列更專業(yè)的行業(yè)特定協(xié)議(如Modbus)提供RS232,RS422或RS485輸出。模擬和數(shù)字儀器的尺寸都已經(jīng)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(nèi)。
稱重傳感器設(shè)計(jì)或者通過它們產(chǎn)生的輸出信號的類型(氣動,液壓或電氣)或通過它們檢測負(fù)載或重量(彎曲,剪切,壓縮,張力等)的方法來區(qū)分。
為滿足研發(fā)和工業(yè)應(yīng)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(shù)設(shè)計(jì)都使用應(yīng)變計(jì)作為傳感元件,其中使用箔或半導(dǎo)體。
箔規(guī)提供泛的稱重傳感器設(shè)計(jì)選擇,因此往往是的。應(yīng)變計(jì)圖案提供拉伸,壓縮和剪切力的測量。半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)具有較小的模式范圍,但具有更小的優(yōu)點(diǎn),并提供大規(guī)格因數(shù),從而在相同的給定應(yīng)力下產(chǎn)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(shè)計(jì)。證明環(huán)用于負(fù)載測量,使用校準(zhǔn)的金屬環(huán),其運(yùn)動用精密位移傳感器測量。
應(yīng)變式稱重傳感器將作用于它們的負(fù)載轉(zhuǎn)換為電信號。測量儀本身粘合到梁上或結(jié)構(gòu)構(gòu)件上,當(dāng)施加力時該梁或結(jié)構(gòu)構(gòu)件變形。在大多數(shù)情況下,使用四個應(yīng)變計(jì)來獲得靈敏度和溫度補(bǔ)償。兩個儀表通常處于拉伸狀態(tài),兩個處于壓縮狀態(tài),并通過補(bǔ)償調(diào)整進(jìn)行接線。當(dāng)施加載荷時,應(yīng)變會使載荷的電阻與載荷成比例地改變。隨著應(yīng)變儀版本繼續(xù)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(shè)計(jì)簡單地使用應(yīng)變儀來測量直接應(yīng)力,該直接應(yīng)力在受到拉伸或壓縮力時被引入金屬元件中。彎曲梁型設(shè)計(jì)使用應(yīng)變儀來監(jiān)測受到彎曲力時傳感元件中的應(yīng)力。最近,剪切應(yīng)力的測量已被采用作為更有效的載荷確定方法,因?yàn)樵摲椒ㄝ^少依賴于力施加到載荷傳感器的方向。
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