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简单分析称重传感器的特性

2023-04-21 11:03 作者:秒懂称重传感器  | 我要投稿


称重传感器的基本原理:

称重传感器的基本原理弹性体(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、弹性体和检测电路是电阻应变式称重传感器中不可缺少的几个主要部分


称重传感器实际上是一种将质量信号转变为可测量的电信号输出的装置。用传感器应先要考虑传感器所处的实际工作环境,这点对正确选用称重传感器至关重要,它关系到传感器能否正常工作以及它的安全和使用寿命,乃至整个衡器的可靠性和安全性。

在称重传感器主要技术指标的基本概念和评价方法上,新旧国标有质的差异。主要有S型、悬臂型、轮辐式、板环式、膜盒式、桥式、柱筒式等几种样式。


称重传感器利用电阻、电感和电容是电子技术中的三大类无源元件,电容式传感器是将被测量的变化转换成电容量变化的传感器,它实质上就是一个具有可变参数的电容器。


称重传感器的优点特性

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。称重传感器缺点: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。

1:抗冲击、抗过载、安装简单、节省现场安装工作难度;

2:每个传感器单独送出信号,并经过单独的模块进行处理。如果多个传感器组秤使用无需担心偏载的影响,从而提供整体称重系统的测量精度;

3:传感器直接输出以kg、g为单位的数字信号,现场调试较为简单,即使不做标定也能达到价高的精度,尤其适用于大吨位罐体或不方便标定的场合;

4:传感器采用数字信号传输,现场的电磁干扰对信号无影响,系统更为可靠;

5:每个称重传感器具有最高50000分度的分辨率,适合构建更为精准的称重系统;

6:传感器采用RG58同轴电缆传输信号,如果传感器电缆被切断,用户可以直接在市面上买此电缆并在现场自行更换电缆,而无需将传感器返厂修理;

7:如果更换传感器后,整个称重系统无需重新标定,能大大简化系统的维护工作量;

8:罐体、容器的管道往往会带来称重误差,这主要因为传统应变式称重传感器在承受重量时产生较大的变形量,会引起管道产生附加力作用在称重罐体上,而MD系列传感器的最大变形量小于0.1mm,因此受管道变形影响小,整体称重性能更有保证。


重传感器的原理和分类

称重传感器工作原理有直线式和旋转式(圆盘式)两种基本结构型式,称重传感器它们是由可以相对移动的滑尺和定尺(直线式)或转子和定子(旋转式)组成的。这两类称重感应同步器是采用同样的工艺方法制造的。

称重传感器首先用绝缘勃结剂把导电铜箔(厚0.04~0.05mm)粘牢在低碳钢或玻璃等非导磁材料的基板上,然后按设计要求,利用光刻或化学腐蚀工艺将铜箔蚀刻成不同曲折形状的平面绕组,这种绕组一般称为印制电路绕组。定尺和滑尺,转子和定子上的绕组分布是不相同的。在定尺和转子上的绕组是连续绕组,在滑尺和定子上的绕组则是分段绕组。分段绕组分为两组,布置成在空间相差7r左相角,称重传感器工作原理故又称为正、余弦绕组。

感应同步器的连续绕组和分段绕组相当于变压器的原边绕组和副边绕组,利用交变电磁场和互感原理工作。

称重传感器分类

称重传感器按转换方法可以分为八类:

1:电阻应变式

电阻应变式是使用最广的称重传感器,它利用电阻应变片变形时其电阻也随之改变的原理工作。主要由弹性元件、电阻应变片、测量电路和传输电缆4部分组成。

2:液压式

液压式称重传感器结构简单而牢固,测量范围大,但准确度一般不超过1/100。

3:电容式

它利用电容器振荡电路的振荡频率f与极板间距d的正比例关系工作。电容式传感器耗电量少,造价低,准确度为1/200~1/500。

4:数字式

数字称重传感器是一种能将重力转变为电信号的力-电转换装置,它主要是指集电阻应变式称重传感器、电子放大器、模数转换技术、微处理器于一体的新型传感器。

数字称重传感器和数字计量仪表技术的发展已逐渐成为称重技术领域的新宠,其以调试简便高效、适应现场能力强等优势正在该领域崭露头角。

5:板环式

板环式称重传感器的结构具有明确的应力流线分布、输出灵敏度高、弹性体为一整体、结构简单、受力状态稳定、易于加工等优点。目前在传感器生产中还占着较大的比例,而对这种结构传感器的设计公式目前还不很完善。

6:振动式

弹性元件受力后,其固有振动频率与作用力的平方根成正比。测出固有频率的变化,即可求出被测物作用在弹性元件上的力,进而求出其质量。振动式传感器有振弦式和音叉式两种。

7:陀螺仪式

陀螺仪式传感器响应时间快(5秒),无滞后现象,温度特性好(3ppm),振动影响小,频率测量准确精度高,故可得到高的分辨率和高的计量准确度。

8:光电式

包括光栅式和码盘式两种。光电式称重传感器曾主要用在机电结合秤上。


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