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称重传感器的演变过程及其定义的解读

来源:上海自动化仪表有限公司作者:发表时间:2018-09-14 08:50:06

    什么是称重传感器?
    称重传感器是一种特殊类型的传感器,可将力转换为可测量的电输出。典型的称重传感器装置由四个惠斯通电桥配置的应变计组成。在工业规模中,这种转换包括将负载转换成模拟电信号。虽然有许多不同类型的称重传感器,但应变计称重传感器是经典设计。在这种类型的称重传感器中,转换是通过应变计的物理变形来实现的,应变计结合到称重传感器梁中并连接成惠斯通电桥配置。


    称重传感器的历史:
    作为测量仪器系列的一部分,称重秤基本上是一个杠杆。它的经典形式是相等的手臂平衡,它包括一个杆,每个杆两端悬挂两个平底锅,在杆的中心有一个支点,杆可以平衡。古埃及人使用这些天平来衡量从人到金的一切。另一种经典形式是杆秤由希腊人(阿基米德人)和罗马人发明。与等臂平衡不同,它的支点位于偏离中心的位置。一个未知重量的物体悬挂在较短的臂上,一个已知的重物,称为平衡或平衡器,以可以前后滑动的方式连接到较长的臂上。当负载就位时,调整平衡位置,直到它平衡连接到较短臂的负载。通过比较姿势的位置和较长臂上的标记来确定未知物体的重量。

    当在机械杠杆上使用校准配重的位置来平衡和确定未知重量时,规模技术的进步向前迈出了一大步。他的设计的变化使用了多个杠杆,每个杠杆具有不同的长度并且与单个标准重量平衡。在液压和电子应变计称重传感器取代用于工业称重应用的机械杠杆之前,这些机械杠杆秤被广泛使用。它们被用来衡量从药丸到铁路车辆的所有东西,并且只要它们经过适当的校准和维护,就能准确可靠地进行称重。它们涉及使用重量平衡机构或检测由机械杠杆产生的力。最早的应变计量传感器包括液压和气动设计。

称重传感器的演变过程及其定义的解读1

    1843年,英国物理学家查尔斯惠斯通设计了一种可以测量电阻的桥接电路。惠斯通电桥电路非常适合测量应变计中发生的电阻变化。尽管第一个粘合电阻应变计是在20世纪40年代开发的,但直到现代电子技术才开始认识到新技术在技术和经济上的可行性。然而,从那时起,应变计作为机械标尺亚洲必赢76和独立的称重传感器都在增殖。今天,除了仍在使用精密机械天平的某些实验室外,应变计称重传感器在称重行业占主导地位。气动称重传感器有时用于需要本质安全和卫生的地方,液压称重传感器在偏远地区使用,因为他们不需要电源。应变计称重传感器的满量程精度在0.03%至0.25%之间,几乎适用于所有工业应用。


    称重传感器的工作原理:称重传感器设计根据产生的输出信号类型(气动,液压,电动)或根据它们检测重量的方式(压缩,拉伸或剪切)进行分类。液压传感器是力平衡装置,测量重量为内部填充液的压力变化。气动称重传感器也采用力平衡原理。这些装置使用多个阻尼室来提供比液压装置更高的精度。应变计称重传感器将作用在其上的负载转换为电信号。测量仪本身粘合到梁或结构构件上,当施加重量时该梁或结构构件变形。

称重传感器的演变过程及其定义的解读2

    称重传感器测量张力,压缩或剪切。压缩载荷传感器测量沿单个轴的推力。张力测力传感器测量沿单轴的拉力。剪力传感器测量结构元件的位移以确定力。负载传感器的剪切单元类型可以是剪切梁,弯曲梁或单点弯曲梁。最常见的传感器技术是压电和应变计。

    1. 压电:压电材料被压缩并产生由电荷放大器调节的电荷。
    2.应变计:应变敏感可变电阻器粘合到结构的部分,在进行测量时会变形。通常用作惠斯通电桥电路中的元件,用于进行测量。