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橋式稱重傳感器的工作原理與構(gòu)成
時間: 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)化為可測量的電信號。信號的強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，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，負(fù)載單元沿主軸的長度變化。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，變長變薄。為了響應(yīng)體型的變化，應(yīng)變片也會改變形狀。這反過來又會導(dǎo)致應(yīng)變片的電阻變化，然后可以測量為電壓變化。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)的測量電路把這一電阻變化轉(zhuǎn)換為電信號，從而完成了將外力變換為電信號的過程。由此可見，電阻應(yīng)變片、彈性體和檢測電路、傳輸電纜是電阻應(yīng)變式稱重傳感器中不可缺少的幾個主要部分。
橋式稱重傳感器優(yōu)缺點：
優(yōu)點：對加載點變化不敏感、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：重心較高、過載能力較差，大秤量的稱重傳感器難以達(dá)到高的準(zhǔn)確度等級。
采用橋式稱重傳感器的長承載器衡器，在使用過程中其球狀壓頭隨著承載器長度變化，壓頭也在彈性體的球窩內(nèi)沿長度方向滾動，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，但是位移量較大時也會影響一定的計量性能。為此筆者在1991年針對數(shù)字指示軌道衡產(chǎn)品承載器比較長的狀況，考慮多只稱重傳感器受熱脹冷縮的影響因素，申請了一個實用新型的專利將稱重傳感器上壓頭設(shè)計成兩種形式，一種是保留了原設(shè)計的球面形狀，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設(shè)計成平面形狀，用于端部的稱重傳感器，不論熱脹冷縮時承載器的長度如何變化，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，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，負(fù)載單元沿主軸的長度變化。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，變長變薄。為了響應(yīng)體型的變化，應(yīng)變片也會改變形狀。這反過來又會導(dǎo)致應(yīng)變片的電阻變化，然后可以測量為電壓變化。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)的測量電路把這一電阻變化轉(zhuǎn)換為電信號，從而完成了將外力變換為電信號的過程。由此可見，電阻應(yīng)變片、彈性體和檢測電路、傳輸電纜是電阻應(yīng)變式稱重傳感器中不可缺少的幾個主要部分。
橋式稱重傳感器優(yōu)缺點：
優(yōu)點：對加載點變化不敏感、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：重心較高、過載能力較差，大秤量的稱重傳感器難以達(dá)到高的準(zhǔn)確度等級。
采用橋式稱重傳感器的長承載器衡器，在使用過程中其球狀壓頭隨著承載器長度變化，壓頭也在彈性體的球窩內(nèi)沿長度方向滾動，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，但是位移量較大時也會影響一定的計量性能。為此筆者在1991年針對數(shù)字指示軌道衡產(chǎn)品承載器比較長的狀況，考慮多只稱重傳感器受熱脹冷縮的影響因素，申請了一個實用新型的專利將稱重傳感器上壓頭設(shè)計成兩種形式，一種是保留了原設(shè)計的球面形狀，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設(shè)計成平面形狀，用于端部的稱重傳感器，不論熱脹冷縮時承載器的長度如何變化，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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