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電阻式應(yīng)變式稱重傳感器工作原理和組成材料

2023-04-20 10:32 作者:秒懂稱重傳感器  | 我要投稿


稱重傳感器的稱重原理:

稱重傳感器是一種傳感器設(shè)備,通過檢查受力載體承受的負(fù)載來測量物體的力,稱重傳感器可以將來自載體的壓力轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號,從而達(dá)到測量的目的,稱重傳感器使用金屬電阻應(yīng)變儀形成測量橋,其原理是金屬電阻絲在張力作用下拉伸并變細(xì),電阻增加,即金屬電阻隨所承受的應(yīng)變力而變化,稱重傳感器是將重量信號或壓力信號轉(zhuǎn)換為電量信號的轉(zhuǎn)換裝置,稱重傳感器的金屬電阻,具有阻礙電流流動(dòng)的特性,一般來說,金屬線越細(xì),電阻值就越大,當(dāng)金屬電阻線在外力作用下伸縮時(shí),其電阻值將在一定范圍內(nèi)增大或減小,因此,如果金屬線緊緊地附著在被測物上,則被測物在外力作用下伸縮時(shí),金屬電阻線將成比例地伸縮,其電阻值也將相應(yīng)更改。


稱重傳感器的材料:

l應(yīng)變片及電阻元件材料:

電阻應(yīng)變片的組成復(fù)雜,是復(fù)合型制造產(chǎn)品,應(yīng)變片的基材和應(yīng)變銅質(zhì)的組合千變?nèi)f化,根據(jù)其應(yīng)變要求,目前,大約有近千種產(chǎn)品。一般,基材采用高分子薄膜材料,應(yīng)變材質(zhì)為高純度康銅?;纳系目点~通過光學(xué)處理后刻蝕不同感應(yīng)形變的電阻柵絲。因此,電阻應(yīng)變片的品質(zhì)不僅與基材材質(zhì)和復(fù)合的金屬純度有關(guān),而且與復(fù)合工藝、刻蝕技術(shù)及工藝、刻蝕化學(xué)材料及后處理工藝和材料等等因素相關(guān)。

l彈性體的材料:

寧波辰邦稱重傳感器彈性體材料,一般選用金屬材質(zhì),可選用的材質(zhì)大部分為鋁合金材質(zhì)、合金鋼材質(zhì)及不銹鋼材質(zhì)。合金材質(zhì)既有剛度保證形變一致及形變恢復(fù),又有良好的耐候防腐性能。彈性體的主要要求就是能夠精確傳遞受力信息并保持在相同受力時(shí)的形變一致性和完全復(fù)位性。

l貼片粘合劑的材質(zhì):

電阻應(yīng)變片貼片用粘合劑主要采用雙組分高分子環(huán)氧系列粘合劑,高分子化學(xué)產(chǎn)品的性能與各個(gè)組分的物理及化學(xué)指標(biāo)密切相關(guān),如純度、分子鏈的結(jié)構(gòu)和大小、儲(chǔ)存時(shí)間、組分的配比、分子改性、混合方式、混合熟化使用時(shí)間、固化時(shí)間、固化溫度、助劑及百分比等因素。

l導(dǎo)線密封材料及方式:

稱重傳感器的每個(gè)組成部分都會(huì)影響傳感器最終的技術(shù)性能,一些測力傳感器僅僅采用簡單固定的方式避免傳感器導(dǎo)線的移動(dòng)而損傷傳感器的電子電路固定,一些傳導(dǎo)距離很短的稱重傳感器甚至僅僅依靠膠封固定。但較大體積、重量較大的稱重傳感器,如果沒有適當(dāng)導(dǎo)線固定或密封的方式,就是稱重傳感器最易產(chǎn)生故障的瓶頸。特別是加裝密封頭固定導(dǎo)線時(shí),緊固件的材質(zhì)及緊固力度也會(huì)給稱重傳感器的最終技術(shù)性能帶來影響。觀察者發(fā)現(xiàn),很少有使用緊固件安裝使用密封粘合劑的,這樣可以避免依靠緊固力固定帶來的殘余應(yīng)力,也不會(huì)由于緊固力不足而產(chǎn)生泄露的問題。

l密封膠的材質(zhì):

在焊接技術(shù)及設(shè)備不充分的稱重傳感器初期階段,均采用專用硅橡膠密封膠系列。硅橡膠具有長期化學(xué)穩(wěn)定性,因此,防腐、防潮、耐老化、絕緣等各項(xiàng)性能優(yōu)異,長期以來一直是所有密封膠的首選產(chǎn)品。

l稱重傳感器的導(dǎo)線材質(zhì):

導(dǎo)線依然是測力傳感器組成的一部分,稱重傳感器導(dǎo)線的金屬材質(zhì),由于家庭電器的電線使用,質(zhì)量差異都有切身體會(huì)。畢竟導(dǎo)線是橋路供電、信號輸出、長線激勵(lì)電壓補(bǔ)償?shù)耐?,鍍銀線肯定比銅線傳導(dǎo)效果好,銅線肯定比鋁線傳導(dǎo)效果好,其作用不言而喻。隨著各種高頻、無線電波等越來越多的干擾,稱重傳感器的優(yōu)良屏蔽也是保護(hù)信號穩(wěn)定的重要方法。另外,環(huán)境侵蝕、蟲鼠侵害、防火阻燃等也需要傳感器保護(hù)層的材料防腐防蟲防火防爆,甚至需要采用鎧甲保護(hù)、套管防護(hù)等方法。


稱重傳感器工作過程:

要回答"稱重傳感器是如何工作的?" 我們首先需要知道"應(yīng)變片是如何工作?"應(yīng)變片是測量施加力時(shí)電阻變化的裝置。典型的應(yīng)變片由非常細(xì)的線或箔網(wǎng),以網(wǎng)格模式設(shè)置,當(dāng)沿一個(gè)軸施加應(yīng)變時(shí),產(chǎn)生線性電阻變化。有多種類型的應(yīng)變片可供選擇:


線性應(yīng)變片:連接到應(yīng)變片背的導(dǎo)線與應(yīng)變片的邊緣平行。這些用于測量軸向應(yīng)變和彎曲應(yīng)變。

剪切應(yīng)變片:連接到應(yīng)變片背的導(dǎo)線以 45o 方向布置到壓力架兩側(cè)。這些用于測量剪切應(yīng)變。

應(yīng)變片通常與更多應(yīng)變片配合使用,以提高精度。一個(gè)有源應(yīng)變片稱為四分之一橋,兩個(gè)有源應(yīng)變片為半橋,四個(gè)有源應(yīng)變片稱為全橋。


應(yīng)變片電阻變化在張力稱重電池與壓縮稱重細(xì)胞不同。張緊力使應(yīng)變片變薄變長,增加電阻。壓縮力使應(yīng)變片變厚變短,電阻降低。應(yīng)變片粘附在薄背(托架)上,該背襯直接連接到稱重單元,使應(yīng)變片能夠體驗(yàn)稱重傳感器的應(yīng)變。

單應(yīng)變片測量的電阻變化非常小,約為 0.12°。負(fù)載單元的靈敏度隨施加的應(yīng)變片數(shù)而增加。將這些小變化轉(zhuǎn)化為更可衡量的一個(gè)好方法就是將它們作為惠斯通橋互連。


稱重傳感器在受到外力作用后,粘貼在彈性體的應(yīng)變片隨之產(chǎn)生形變引起電阻變化,電阻變化使組成的惠斯登電橋失去平衡輸出一個(gè)與外力成線性正比變化的電量電信號。


工業(yè)應(yīng)用中最常用的稱重器類型是應(yīng)變片式稱重傳感器。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。機(jī)身通常由鋁、合金鋼或不銹鋼制成,使其非常堅(jiān)固,但彈性極小。應(yīng)用稱重時(shí),稱重傳感器的主體會(huì)稍微變形,但除非過載,否則始終會(huì)返回到其原始形狀。為了響應(yīng)體型的變化,應(yīng)變片也會(huì)改變形狀。這反過來又會(huì)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成正比,因此可以從電壓變化中確定物體的重量。

電阻式應(yīng)變式稱重傳感器工作原理和組成材料的評論 (共 條)

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