電阻應(yīng)變式稱重傳感器的工作原理
1936——1938年美國加利福尼亞理工學(xué)院教授E.Simmons(西蒙斯)和麻省理工學(xué)院教授A.Ruge(魯奇)分別同時研制出粘貼型紙基絲繞式電阻應(yīng)變計,由美國BLH公司專利生產(chǎn)。BLH公司和Revere公司利用上述電阻應(yīng)變計研制出的應(yīng)變式稱重傳感器,用于工程測力和稱重計量,成為應(yīng)變式載荷傳感器的創(chuàng)始者。
電阻應(yīng)變式稱重傳感器由彈性元件、電阻應(yīng)變片等組成。
彈性元件是將重量(或力)轉(zhuǎn)換為應(yīng)變量的部件,作為彈性元件的材料應(yīng)具有遲滯小、蠕變小、直線性好、彈性極限高、強(qiáng)度極限大、彈性模量受溫度的影響小等性能。
彈性元件的結(jié)構(gòu)形式有圓筒式、環(huán)式、懸臂梁式、剪應(yīng)力梁式、S形梁式、平行四邊形等。
電阻應(yīng)變片是將應(yīng)變量轉(zhuǎn)換成電信號的一種機(jī)械量——電量轉(zhuǎn)換元件,當(dāng)把電阻應(yīng)變片粘貼在需要測量變形的彈性元件表面上時,電阻應(yīng)變片的電阻絲即隨彈性元件的變形而改變其電阻值,這稱為“應(yīng)變效應(yīng)”.為了便于測量,通常由多個電阻應(yīng)變片組成測量電橋。
電阻應(yīng)變片有絲片、箔片兩種結(jié)構(gòu),絲片(見實際)和箔片(見實際)的工作原理是一樣的,只不過制作方法不同。箔片采用照相腐蝕方法成型,制作時形狀多樣,電阻值差異小,允許通過電流大,抗蠕變和抗漂移性能好。
實際是一個懸臂梁式稱重傳感器的外形,兩端的孔分別用于螺栓固定在底板上和承受外力,稱重傳感器的中部是用波紋管1保護(hù)的彈性元件應(yīng)變梁2,梁的上下表面粘貼有電阻應(yīng)變片3.實際是取下波紋管后的懸臂梁式稱重傳感器,可以看見應(yīng)變梁2及粘貼的電阻應(yīng)變片3.
稱重傳感器的工作原理如實際所示,這里仍以懸臂梁式稱重傳感器為例,在彈性元件應(yīng)變梁的上下表面上粘貼有四片電阻應(yīng)變片,當(dāng)彈性元件受到如圖所示方向的力F時,ft,電阻應(yīng)變片被壓縮,電阻應(yīng)變片被拉伸,電阻應(yīng)變片隨之變形并改變其電阻值。其中A電阻應(yīng)變片的電阻絲被壓縮,阻值減??;K,電阻應(yīng)變片的電阻絲被拉伸,阻值增加。
當(dāng)我們把四個電阻應(yīng)變片連接成橋式測量電路時(見實際),在對角線/I、C兩點接人穩(wěn)壓電源,在B、Z)兩點就可以得到毫伏測量信號輸出。
壓磁式稱重傳感器的工作原理
壓磁式稱重傳感器是由多個硅鋼片用膠粘貼劑粘接而成(實際幻,硅鋼片有四個對稱的沖孔A、B、C和D,在四個沖孔中繞有兩個正交的線圈,初級線圈AB通過穩(wěn)定的交流電流進(jìn)行勵磁,次級線圈CD與指示儀表相連。
當(dāng)壓磁式稱重傳感器不受外力作用時(見實際),
寧波地磅維修認(rèn)為由于鐵芯磁性的各向同性,AC、BC、BD、DA四個區(qū)域的導(dǎo)磁系數(shù)M是相同的,這時磁力線分布與軸對稱,地磅儀表沒有磁力線通過CD線圈,無感應(yīng)電勢輸出。當(dāng)壓磁式稱重傳感器受外力F作用時(見實際),在壓力F的作用方向上,即CB、AD區(qū)域?qū)Т怕式档停鳤C、BD區(qū)域?qū)Т怕事杂性黾樱虼舜帕€分布情況發(fā)生變化,一部分磁力線通過CD線圈,產(chǎn)生感應(yīng)電勢。由于感應(yīng)電勢的幅值較大,一般不需要放大,只進(jìn)行濾波、整流等簡單處理就可以送直流電表顯示。
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