桥式称重传感器的工作原理与构成
时间: 2024-09-23 14:35:24 浏览次数:
桥式称重传感器是传感器的类型之一,它是一种将能量从一种形式转换到另一种形式的设备。称重传感器是一种力传感器,将施加在称重传感器上的力转化为可测量的电信号。信号的强度随施加力的比例变化。
工业应用中最常用的称重器类型是应变片。应变片称重传感器由固定应变片的固体金属体(或"弹簧元件")组成。应用负载时,称重传感器的主体轻微变形并偏转。偏转是指应用负载时,负载单元沿主轴的长度变化。在拉压力称重传感器中,偏转使仪表变短变厚。在张力称重传感器中,仪表被拉伸,变长变薄。为了响应体型的变化,应变片也会改变形状。这反过来又会导致应变片的电阻变化,然后可以测量为电压变化。由于输出的这种变化与施加的重量量成正比,因此可以从电压变化中确定物体的重量。
桥式称重传感器工作原理:称重传感器弹性体(弹性元件,敏感梁)在外力作用下产生弹性变形,使粘贴在他表面的电阻应变片(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,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、传输电缆是电阻应变式称重传感器中不可缺少的几个主要部分。
桥式称重传感器优缺点:
优点:对加载点变化不敏感、抗偏载性能好、固有线性好、安装方便、称重传感器固定不旋转、制造成本低。
缺点:重心较高、过载能力较差,大秤量的称重传感器难以达到高的准确度等级。
采用桥式称重传感器的长承载器衡器,在使用过程中其球状压头随着承载器长度变化,压头也在弹性体的球窝内沿长度方向滚动,使作用力加载方向偏移,从而产生偏载。
虽然此类称重传感器的抗偏载性能比较好,但是位移量较大时也会影响一定的计量性能。为此笔者在1991年针对数字指示轨道衡产品承载器比较长的状况,考虑多只称重传感器受热胀冷缩的影响因素,申请了一个实用新型的专利将称重传感器上压头设计成两种形式,一种是保留了原设计的球面形状,用于中间四只称重传感器,起到定位作用;一种是按照球面的最高点设计成平面形状,用于端部的称重传感器,不论热胀冷缩时承载器的长度如何变化,可以保证其承载器上的作用力总是垂直作用于称重传感器上。