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橋式稱重傳感器的工作原理與構(gòu)成
時(shí)間: 2024-09-23 14:35:24 瀏覽次數(shù)：
橋式稱重傳感器是傳感器的類型之一，它是一種將能量從一種形式轉(zhuǎn)換到另一種形式的設(shè)備。稱重傳感器是一種力傳感器，將施加在稱重傳感器上的力轉(zhuǎn)化為可測(cè)量的電信號(hào)。信號(hào)的強(qiáng)度隨施加力的比例變化。
工業(yè)應(yīng)用中最常用的稱重器類型是應(yīng)變片。應(yīng)變片稱重傳感器由固定應(yīng)變片的固體金屬體（或"彈簧元件"）組成。應(yīng)用負(fù)載時(shí)，稱重傳感器的主體輕微變形并偏轉(zhuǎn)。偏轉(zhuǎn)是指應(yīng)用負(fù)載時(shí)，負(fù)載單元沿主軸的長(zhǎng)度變化。在拉壓力稱重傳感器中，偏轉(zhuǎn)使儀表變短變厚。在張力稱重傳感器中，儀表被拉伸，變長(zhǎng)變薄。為了響應(yīng)體型的變化，應(yīng)變片也會(huì)改變形狀。這反過(guò)來(lái)又會(huì)導(dǎo)致應(yīng)變片的電阻變化，然后可以測(cè)量為電壓變化。由于輸出的這種變化與施加的重量量成正比，因此可以從電壓變化中確定物體的重量。
橋式稱重傳感器工作原理：稱重傳感器彈性體（彈性元件，敏感梁）在外力作用下產(chǎn)生彈性變形，使粘貼在他表面的電阻應(yīng)變片（轉(zhuǎn)換元件）也隨同產(chǎn)生變形，電阻應(yīng)變片變形后，它的阻值將發(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(guò)程。由此可見(jiàn)，電阻應(yīng)變片、彈性體和檢測(cè)電路、傳輸電纜是電阻應(yīng)變式稱重傳感器中不可缺少的幾個(gè)主要部分。
橋式稱重傳感器優(yōu)缺點(diǎn)：
優(yōu)點(diǎn)：對(duì)加載點(diǎn)變化不敏感、抗偏載性能好、固有線性好、安裝方便、稱重傳感器固定不旋轉(zhuǎn)、制造成本低。
缺點(diǎn)：重心較高、過(guò)載能力較差，大秤量的稱重傳感器難以達(dá)到高的準(zhǔn)確度等級(jí)。
采用橋式稱重傳感器的長(zhǎng)承載器衡器，在使用過(guò)程中其球狀壓頭隨著承載器長(zhǎng)度變化，壓頭也在彈性體的球窩內(nèi)沿長(zhǎng)度方向滾動(dòng)，使作用力加載方向偏移，從而產(chǎn)生偏載。
雖然此類稱重傳感器的抗偏載性能比較好，但是位移量較大時(shí)也會(huì)影響一定的計(jì)量性能。為此筆者在1991年針對(duì)數(shù)字指示軌道衡產(chǎn)品承載器比較長(zhǎng)的狀況，考慮多只稱重傳感器受熱脹冷縮的影響因素，申請(qǐng)了一個(gè)實(shí)用新型的專利將稱重傳感器上壓頭設(shè)計(jì)成兩種形式，一種是保留了原設(shè)計(jì)的球面形狀，用于中間四只稱重傳感器，起到定位作用;一種是按照球面的最高點(diǎn)設(shè)計(jì)成平面形狀，用于端部的稱重傳感器，不論熱脹冷縮時(shí)承載器的長(zhǎng)度如何變化，可以保證其承載器上的作用力總是垂直作用于稱重傳感器上。
工業(yè)應(yīng)用中最常用的稱重器類型是應(yīng)變片。應(yīng)變片稱重傳感器由固定應(yīng)變片的固體金屬體（或"彈簧元件"）組成。應(yīng)用負(fù)載時(shí)，稱重傳感器的主體輕微變形并偏轉(zhuǎn)。偏轉(zhuǎn)是指應(yīng)用負(fù)載時(shí)，負(fù)載單元沿主軸的長(zhǎng)度變化。在拉壓力稱重傳感器中，偏轉(zhuǎn)使儀表變短變厚。在張力稱重傳感器中，儀表被拉伸，變長(zhǎng)變薄。為了響應(yīng)體型的變化，應(yīng)變片也會(huì)改變形狀。這反過(guò)來(lái)又會(huì)導(dǎo)致應(yīng)變片的電阻變化，然后可以測(cè)量為電壓變化。由于輸出的這種變化與施加的重量量成正比，因此可以從電壓變化中確定物體的重量。
橋式稱重傳感器工作原理：稱重傳感器彈性體（彈性元件，敏感梁）在外力作用下產(chǎn)生彈性變形，使粘貼在他表面的電阻應(yīng)變片（轉(zhuǎn)換元件）也隨同產(chǎn)生變形，電阻應(yīng)變片變形后，它的阻值將發(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(guò)程。由此可見(jiàn)，電阻應(yīng)變片、彈性體和檢測(cè)電路、傳輸電纜是電阻應(yīng)變式稱重傳感器中不可缺少的幾個(gè)主要部分。
橋式稱重傳感器優(yōu)缺點(diǎn)：
優(yōu)點(diǎn)：對(duì)加載點(diǎn)變化不敏感、抗偏載性能好、固有線性好、安裝方便、稱重傳感器固定不旋轉(zhuǎn)、制造成本低。
缺點(diǎn)：重心較高、過(guò)載能力較差，大秤量的稱重傳感器難以達(dá)到高的準(zhǔn)確度等級(jí)。
采用橋式稱重傳感器的長(zhǎng)承載器衡器，在使用過(guò)程中其球狀壓頭隨著承載器長(zhǎng)度變化，壓頭也在彈性體的球窩內(nèi)沿長(zhǎng)度方向滾動(dòng)，使作用力加載方向偏移，從而產(chǎn)生偏載。
雖然此類稱重傳感器的抗偏載性能比較好，但是位移量較大時(shí)也會(huì)影響一定的計(jì)量性能。為此筆者在1991年針對(duì)數(shù)字指示軌道衡產(chǎn)品承載器比較長(zhǎng)的狀況，考慮多只稱重傳感器受熱脹冷縮的影響因素，申請(qǐng)了一個(gè)實(shí)用新型的專利將稱重傳感器上壓頭設(shè)計(jì)成兩種形式，一種是保留了原設(shè)計(jì)的球面形狀，用于中間四只稱重傳感器，起到定位作用;一種是按照球面的最高點(diǎn)設(shè)計(jì)成平面形狀，用于端部的稱重傳感器，不論熱脹冷縮時(shí)承載器的長(zhǎng)度如何變化，可以保證其承載器上的作用力總是垂直作用于稱重傳感器上。
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