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類型分類:
科普知識(shí)
數(shù)據(jù)分類:
稱重傳感器

稱重傳感器的基本原理

發(fā)布日期:2022-10-09 點(diǎn)擊率:52

    彈性體(彈性元件,敏感梁)在外力作用下產(chǎn)生彈性變形,使粘貼在其表面的電阻應(yīng)變片(轉(zhuǎn)換元件)同時(shí)產(chǎn)生變形。電阻應(yīng)變片變形后,其阻值將發(fā)生變化(增大或減小),再經(jīng)相應(yīng)的測(cè)量電路把這一電阻變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào),從而完成了將外力變換為電信號(hào)的過程。 

    由此可見,電阻應(yīng)變片、彈性體和檢測(cè)電路是電阻應(yīng)變式稱重傳感器中不可缺少的幾個(gè)主要部分。下面就這三方面簡(jiǎn)要論述。

    1、電阻應(yīng)變片  

    電阻應(yīng)變片是把一根電阻絲機(jī)械地分布在一塊有機(jī)材料制成的基底上。電阻應(yīng)變片的一個(gè)重要參數(shù)是靈敏系數(shù)K。當(dāng)其兩端受F力作用時(shí),將會(huì)伸長(zhǎng),也就是說產(chǎn)生變形。伸長(zhǎng)時(shí),其橫截面積則縮小,截面圓半徑則減少。電阻應(yīng)變片的電阻變化率(電阻相對(duì)變化)和電阻絲伸長(zhǎng)率(長(zhǎng)度相對(duì)變化)之間成比例的關(guān)系。 

    需要說明的是:靈敏度系數(shù)K是由制作金屬電阻絲材料的性質(zhì)決定的一個(gè)常數(shù),與應(yīng)變片的形狀、尺寸大小無(wú)關(guān)。不同的材料的K值一般在1.7—3.6之間。其次K值是一個(gè)無(wú)因次量,沒有量綱。

    在材料力學(xué)中ΔL/L稱作為應(yīng)變,記作ε,用它來表示彈性往往顯得太大,很不方便,常常把它的百萬(wàn)分之一作為單位,記作με。

    2、彈性體 

    彈性體是一個(gè)有特殊形狀的結(jié)構(gòu)件。其功能有兩個(gè),首先承受稱重傳感器所受的外力,對(duì)外力產(chǎn)生反作用力,達(dá)到相對(duì)靜平衡;其次,提供一個(gè)高品質(zhì)的應(yīng)變場(chǎng)(區(qū)),使粘貼在此區(qū)的電阻應(yīng)變片比較理想地完成電信號(hào)的轉(zhuǎn)換任務(wù)。3、檢測(cè)電路 

    檢測(cè)電路的功能是把電阻應(yīng)變片的阻值變化轉(zhuǎn)變成為電壓輸出。因?yàn)榛菟沟请姌蚓哂泻芏鄡?yōu)點(diǎn),如可以抑制溫度變化的影響,可以抑制側(cè)向力干擾,可以比較方便地解決稱重傳感器的補(bǔ)償問題等,所以惠斯登電橋在稱重傳感器中得到了廣泛的應(yīng)用。 

    稱重傳感器均采用全橋式等臂電橋,主要是因?yàn)槿珮蚴降缺垭姌虻撵`敏度最高,各臂參數(shù)一致,各種干擾的影響容易相互抵消。

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