详谈称重传感器的结构组成
称重传感器的称重原理:
称重传感器是一种传感器设备,通过检查受力载体承受的负载来测量物体的力,称重传感器可以将来自载体的压力转换成相应的电信号,从而达到测量的目的,称重传感器使用金属电阻应变仪形成测量桥,其原理是金属电阻丝在张力作用下拉伸并变细,电阻增加,即金属电阻随所承受的应变力而变化,称重传感器是将重量信号或压力信号转换为电量信号的转换装置,称重传感器的金属电阻,具有阻碍电流流动的特性,一般来说,金属线越细,电阻值就越大,当金属电阻线在外力作用下伸缩时,其电阻值将在一定范围内增大或减小,因此,如果金属线紧紧地附着在被测物上,则被测物在外力作用下伸缩时,金属电阻线将成比例地伸缩,其电阻值也将相应更改。
称重传感器的结构组成:
称重传感器是一种将质量信号转变为可测量的电信号输出的装置,在选用称重传感器时,必须考虑所处的实际工作环境,以及相关的技术参数,才能保证称重传感器的正确与安全使用。
称重传感器由基座、弹性体、螺栓、电缆线等部分组成,弹性体为受力元件,将电阻应变片按一定工艺粘贴到弹性体上,组成惠斯登电桥,由外部提供一组稳定的高精度电源。当弹性体不承受载荷时,电桥处于平衡状态,输出电压为零。当弹性体承受载荷时,由于弹性体的变形,引起应变片内阻发生变化,使电桥失去平衡,就有电压信号输出。信号输出的大小与弹性体上的载荷成正比。
传感器一般与称重数字显示仪表配套使用,称重仪表为传感器提供精密电源,同时把传感器输出的信号进行放大和有源滤波,再经过模数转换和光电隔离等处理后,通过仪表直接显示重量值,也可以将仪表输出的数字信号送入微机进行数据处理。
旧国标将应用对象和使用环境条件完全不同的“称重”和“测力”两种传感器合二为一,对试验和评价方法未给予区分。旧国标共有21项指标,均在常温下进行试验;并用非线性、滞后误差、重复性误差、蠕变、零点温度附加误差及额定输出温度附加误差6项指标中的最大误差,来确定称重传感器准确度等级,分别用0.02、0.03、0.05表示。
称重传感器是衡器上使用的一种力传感器,它可以将作用在被测物体上的重力按一定比例转换成可计量的输出信号。
考虑到不同使用地点的重力加速度和空气浮力对转换的影响,称重传感器的性能指标主要有线性误差、滞后误差、重复性误差、蠕变、零点温度特性和灵敏度温度特性等。
在各种衡器和质量计量系统中,一般用综合误差带来综合控制传感器准确度,并将综合误差带与衡器误差带联系起来,以便选用对应于某一准确度衡器的称重传感器。
国际法制计量组织(OIML)规定,传感器的误差带δ占衡器误差带Δ的70%,称重传感器的线性误差、滞后误差及在规定温度范围内由于温度对灵敏度的影响所引起的误差等的总和不能超过误差带δ。
因此,就允许制造厂对构成计量总误差的各个分量进行调整,从而可以得到期望的准确度。
称重传感器的几大发展趋势:
根据转换方法,称重传感器可分为光电式、液压式、电磁力式、电容式、磁极变换式、振动式、陀螺式、电阻应变式等8种类型。电阻应变型应用广泛。称重传感器实际上是一种将质量信号转换为可测量电信号输出的装置。使用传感器首先要考虑传感器的实际工作环境,这对称重传感器的正确选择非常重要。它关系到传感器的正常工作和使用寿命,甚至关系到整个称重装置的可靠性。在称重传感器主要技术指标的基本概念和评价方法上,新旧国家标准存在质的差异。主要有S型、悬臂型、辐条型、板环型、膜盒型、桥式、柱式等多种型式。称重传感器的综合误差带与称重装置的误差带相连,可以选择与某一精度称重装置相对应的称重传感器。
称重传感器的几个发展趋势:
l称重传感器产业化发展模式:加快形成从传感器研发到规模化生产的产业化发展模式,走自主与合作相结合的跨越式发展道路,使中国成为世界传感器生产大国。
l称重传感器产品结构向协调、可持续发展。产品品种向高科技、高附加值倾斜,特别是填补“空白”品种。
l企业的生产规模(年生产能力)向规模经济或适度规模经济发展。大批量、宽量程通用传感器的生产规模按每年数亿台计算,部分中程传感器的生产规模按年产1000万台(含1000万台以上)计算。部分传感器和特种传感器的生产规模将达到每年几十万至几百万只。
l生产方式向专业化方向发展。专业化生产的内涵是:生产的传感器种类少而精;专业生产某一应用领域所需的某一类型传感器产品,以获得较高的市场份额;专业化合作生产各类传感器企业。
l称重传感器的批量生产技术正在向自动化方向发展。传感器制造技术的多样性和复杂性取决于传感器的种类和多样性以及所使用的敏感材料的不同。综观目前的传感器工艺生产线,大部分工艺已经实现了单机自动化,但距离生产过程的全自动化还有很多困难,有待于在未来广泛应用CAD、CAM等先进自动化设备和工业机器 人,取得突破。
l企业重点技术改造要加强从依赖引进技术向吸收引进技术和自主**的转变。
l企业要加快从国内市场向国内外市场相结合的方向发展。
l企业结构将向“大、中、小并举”、“集团化、专业化生产并存”的格局发展。