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上海自動(dòng)化儀表股份有限公司為您介紹稱重傳感器的歷史以及工作原理
來源:上海自動(dòng)化儀表有限公司作者:發(fā)表時(shí)間:2018-09-20 08:44:17【小中大】
什么是稱重傳感器?
上海自動(dòng)化儀表股份有限公司的稱重傳感器是一種特殊類型的傳感器或傳感器,可將力轉(zhuǎn)換為可測量的電輸出。典型的稱重傳感器裝置由四個(gè)惠斯通電橋配置的應(yīng)變計(jì)組成。在工業(yè)規(guī)模中,這種轉(zhuǎn)換包括將負(fù)載轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào)。雖然有許多不同類型的稱重傳感器,但應(yīng)變計(jì)稱重傳感器是經(jīng)典設(shè)計(jì)。在這種類型的稱重傳感器中,轉(zhuǎn)換是通過應(yīng)變計(jì)的物理變形來完成的,應(yīng)變計(jì)結(jié)合到稱重傳感器梁中并連接成惠斯通電橋配置。
稱重傳感器的歷史:
作為測量儀器系列的一部分,稱重秤基本上是一個(gè)杠桿。它的經(jīng)典形式是相等的手臂平衡,它包括一個(gè)帶有兩個(gè)平底鍋的桿,兩個(gè)平底鍋從桿的中心懸掛著一個(gè)支點(diǎn),桿可以平衡。古埃及人使用這些天平來衡量從人到金的一切。另一種經(jīng)典形式是桿秤由希臘人(阿基米德人)和羅馬人發(fā)明。與等臂平衡不同,它的支點(diǎn)位于偏離中心的位置。一個(gè)未知重量的物體懸掛在較短的臂上,一個(gè)已知的重物,稱為平衡或平衡器,以可以前后滑動(dòng)的方式連接到較長的臂上。當(dāng)負(fù)載就位時(shí),調(diào)整平衡位置,直到它平衡連接到較短臂的負(fù)載。通過比較姿勢的位置和較長臂上的標(biāo)記來確定未知物體的重量。

當(dāng)達(dá)芬奇在機(jī)械杠桿上使用校準(zhǔn)配重的位置來平衡和確定未知重量時(shí),規(guī)模技術(shù)的進(jìn)步向前邁出了一大步。他的設(shè)計(jì)的變化使用了多個(gè)杠桿,每個(gè)杠桿具有不同的長度并且與單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)重量平衡。在液壓和電子應(yīng)變計(jì)稱重傳感器取代用于工業(yè)稱重應(yīng)用的機(jī)械杠桿之前,這些機(jī)械杠桿秤被廣泛使用。它們被用來衡量從藥丸到鐵路車輛的所有東西,并且只要它們經(jīng)過適當(dāng)?shù)男?zhǔn)和維護(hù),就能準(zhǔn)確可靠地進(jìn)行稱重。它們涉及使用重量平衡機(jī)構(gòu)或檢測由機(jī)械杠桿產(chǎn)生的力。最早的應(yīng)變計(jì)量傳感器包括液壓和氣動(dòng)設(shè)計(jì)。
1843年,英國物理學(xué)家查爾斯惠斯通設(shè)計(jì)了一種可以測量電阻的橋接電路?;菟雇姌螂娐贩浅_m合測量應(yīng)變計(jì)中發(fā)生的電阻變化。盡管第一個(gè)粘合電阻應(yīng)變計(jì)是在20世紀(jì)40年代開發(fā)的,但直到現(xiàn)代電子技術(shù)才開始認(rèn)識(shí)到新技術(shù)在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的可行性。然而,從那時(shí)起,應(yīng)變計(jì)作為機(jī)械標(biāo)尺部件和獨(dú)立的稱重傳感器都在增殖。今天,除了仍在使用精密機(jī)械天平的某些實(shí)驗(yàn)室外,應(yīng)變計(jì)稱重傳感器在稱重行業(yè)占主導(dǎo)地位。氣動(dòng)稱重傳感器有時(shí)用于需要本質(zhì)安全和衛(wèi)生的地方,液壓稱重傳感器在偏遠(yuǎn)地區(qū)使用,因?yàn)樗麄儾恍枰娫?。?yīng)變計(jì)稱重傳感器的滿量程精度在0.03%至0.25%之間,幾乎適用于所有工業(yè)應(yīng)用。

稱重傳感器設(shè)計(jì)根據(jù)產(chǎn)生的輸出信號(hào)類型(氣動(dòng),液壓,電動(dòng))或根據(jù)它們檢測重量的方式(壓縮,拉伸或剪切)進(jìn)行分類。液壓傳感器是力平衡裝置,測量重量為內(nèi)部填充液的壓力變化。氣動(dòng)稱重傳感器也采用力平衡原理。這些裝置使用多個(gè)阻尼室來提供比液壓裝置更高的精度。應(yīng)變計(jì)稱重傳感器將作用在其上的負(fù)載轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。測量儀本身粘合到梁上或結(jié)構(gòu)構(gòu)件上,當(dāng)施加重量時(shí)該梁或結(jié)構(gòu)構(gòu)件變形。
稱重傳感器測量張力,壓縮或剪切。壓縮載荷傳感器測量沿單個(gè)軸的推力。張力傳感器測量沿單軸的拉力。剪力傳感器測量結(jié)構(gòu)元件的位移以確定力。負(fù)載傳感器的剪切單元類型可以是剪切梁,彎曲梁或單點(diǎn)彎曲梁。最常見的傳感器技術(shù)是壓電和應(yīng)變計(jì)。
1. 壓電:壓電材料被壓縮并產(chǎn)生由電荷放大器調(diào)節(jié)的電荷。
2.應(yīng)變計(jì):應(yīng)變敏感可變電阻器粘合到結(jié)構(gòu)的部分,在進(jìn)行測量時(shí)會(huì)變形。通常用作惠斯通電橋電路中的元件,用于進(jìn)行測量。
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