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应变称重传感器将其负载转换为电信号

时间:2022-05-13 点击次数:

称重传感器——有时被称为力、称重或重量单元——是一种传感器,可以将作用于它的负载转换为可测量(模拟或数字)输出。输出与施加的力或负载成比例。下面我们将介绍如何使用称重传感器和不同类型的称重传感器进行压力测量。


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应变仪结合称重传感器结构,通过应变仪的物理变形实现转换。与惠斯通电桥电路相连的应变仪有四个应变仪(全桥)、两个仪表(半桥)或一个仪表(四分之一桥)。用精密监视器完成半桥和四分之一桥。

在桥式电路中配置额外的可键合电阻,以补偿温度对零或空载信号的影响和灵敏度(由施加负载引起的输出和另一个电阻使桥在空载时无效)。惠斯通电桥需要稳定的直流电源来激励电路。这通常是5vdc或10vdc,但可以是1vdc到18vdc的任何值。

应力施加在粘合应变仪上时,会发生电阻变化,使惠斯通电桥不平衡。这提供了与应力值成线性比例的输出信号。该信号的值也与激励电压成正比,通常为几毫伏。

称重传感器输出选项。

这些低电平毫伏信号与各种定制的应变计仪器兼容。这些仪器包括数字显示器、模拟器和数字放大器。典型的模拟放大器将产生更高电平的电压(0-5VDC、0-10VDC)或电流(0-20ma、4-20ma)进行后续处理。

数字放大器通常使用一系列更专业的行业特定协议(如Modbus)提供RS232、RS422或RS485输出。模拟和数字仪器的尺寸已经缩小(小型化),足以使物体安装在称重传感器或力传感器的主体中。

称重传感器设计或通过其输出信号的类型(气动、液压或电气)或检测负载或重量(弯曲、剪切、压缩、张力等)来区分。

称重传感器可采用多种形式,以满足R&D和工业应用的各种用途。然而,今天的大多数设计都使用应变计作为传感元件,包括铂或半导体。

二十多供了最广泛的称重传感器设计选择,因此通常是最常用的。应变计图案测量拉伸、压缩和剪切力。

半导体应变计模式范围小,但优点小,提供大规格因数,在同一给定应力下产生更大的输出。它们倾向于用于设计微型称重传感器。用于负载测量和校准金属环的证明环,用精密位移传感器测量其运动。

称重传感器的工作原理。

应变称重传感器将其负载转换为电信号。当施加力时,测量仪本身粘附在梁或结构构件上,梁或结构构件变形。在大多数情况下,使用四个应变计来获得最大的灵敏度和温度补偿。两个仪器通常处于拉伸状态,两个处于压缩状态,并通过补偿调整接线。在施加载荷时,应变会使载荷的电阻与载荷成比例变化。其他称重传感器正变得越来越不受欢迎,因为应变器版本继续提高其精度,降低单位成本。

这些低电平毫伏信号与各种定制的应变计仪器兼容。这些仪器包括数字显示器、铂规器和数字放大器。典型的模拟放大器将产生更高电平的电压(0-5VDC、0-10VDC)或电流(0-20ma、4-20ma)进行后续处理。

其它类型的称重传感器包括液压(或静液压)、气动、压电和振弦称重传感器。

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