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稱重傳感器基礎

摘要:銘翰亞誠稱重傳感器、荷重傳感器基礎知識及原理。

稱重傳感器是可以將壓力轉換為電信號的物理元件(如果需要技術,也可以是傳感器)。

那是什么意思呢?稱重傳感器可以通過三種主要方式將施加的力轉換為可測量的讀數。

最后(盡管還有許多其他較不常見的稱重傳感器設置),還有一個應變計稱重傳感器,它是一個機械元件,通過(一個或多個)應變計的變形來感測力。

稱重傳感器貼片

在條形應變計稱重傳感器中,將單元設置為“ Z”形,以便將扭矩施加到條上,并且單元上的四個應變計將測量彎曲變形,兩個將測量壓縮率,兩個將測量張力。當在惠斯通電橋構造中設置這四個應變計時,很容易從應變計精確測量電阻的微小變化。

大多數應變計稱重傳感器以非常相似的方式工作,但尺寸,材料和機械設置可能會有所不同,這可能導致每個稱重傳感器具有不同的最大載荷和靈敏度。有關一些可能的稱重傳感器機械設置,請查閱有關稱重傳感器設置的連接指南。

稱重傳感器測試圖

應變計基礎

應變計是一種測量電阻變化的設備,該電阻響應于施加在該設備上的應變(或壓力或力或您想要稱呼的任何東西)并與電阻成比例。最常見的應變計由非常細的金屬絲或箔制成,并以網格圖案設置,使得在一個特定方向上施加應變時電阻線性變化,最常見的情況是在基座上電阻為120Ω,350Ω和1,000Ω。

規格

每個應變計對應變具有不同的敏感性,其定量表示為應變系數(GF)。規格系數定義為電阻的分數變化與長度(應變)的分數變化之比。(金屬應變計的應變系數通常約為2。)

應變的微小變化

我們建立了一個應變計稱重傳感器并測量電阻的變化,一切都很好,對吧?沒那么快。應變測量很少涉及大于幾個毫漏的量(e \ cdot 10 ^ {-3})(應變的理想單位,但仍然很?。?。

讓我們舉個例子:假設您施加了500με的應變。應變系數為2的應變儀的電阻變化僅為:

2 *(500 * 10 ^-^ 6)= 0.1%

對于120Ω的量規,此變化僅為0.12Ω。0.12Ω的變化很小,對于大多數設備而言,實際上是無法檢測到的,更不用說準確檢測了。因此,我們將需要另一種可以測量電阻的微小變化的設備(擾流器:它們非常昂貴),或者可以吸收很小的電阻變化并將其轉變為可以測量的設備。

放大器和惠斯通電橋

利用惠斯通電橋來減小電阻的微小變化并將其變成更可以測量的一種好方法?;菟雇姌蚴怯伤膫€電阻構成的,施加了已知的電壓,如下所示:

稱重傳感器原理圖

其中Vin是已知的恒定電壓,然后測量所得的Vout。如果  R1 / R2 = R3 / R4,則Vout為0,但是如果其中一個電阻的值發生變化,則Vout將產生可以測量的變化,并由以下公式使用歐姆定律控制:

Vout = [(R3 /(R3 + R4)-R2 /(R1 + R2))] * Vin

通過用應變計替換惠斯通電橋中的電阻器之一,我們可以輕松地測量Vout的變化并將其用于評估施加的力。

全橋應變電路

組合稱重傳感器基礎

但是,如果您沒有帶有四個應變計的稱重傳感器,會發生什么?還是您想要測量某些規模很大的東西?您可以使用荷重傳感器組合器分線板組合四個單個應變計荷重傳感器(有時稱為荷重傳感器)!

使用相同的惠斯通電橋原理,您可以使用組合器將單個應變式稱重傳感器組合成惠斯通電橋配置,在惠斯通電橋配置中,將施加到所有四個單個應變式稱重傳感器上的力相加,以提供更高的最大負載和更好的精度不只是一個 組合器可以連接到同一放大器,以便于測量。


         
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