你不知道的那些应变式传感器的实际功能

 公路交通     |      2020-10-26 09:56:57

 什么是应变式传感器 变式传感器以应变计为转换元件的电阻式传感器。电阻应变式传感器由弹性敏感元件、电阻应变计、补偿电阻和外壳组成,可根据具体测量要求设计成多种结构形式。弹性敏感元件受到所测量的力而产生变形,并使附着其上的电阻应变计一起变形。应变计再将变形转换为电阻值的变化,从而可以测量力、压力、扭矩、位移、加速度和温度等多种物理量。 应变式传感器的作用 应变式传感器基本上是利用金属的电阻应变效应将被测量转换为电量输出的一种传感器。这类传感器结构简单,尺寸小,重量轻,使用方便,性能稳定可靠,分辨率高,灵敏度高,价格又便宜,工艺较成熟。因此在航空航天、机械、化工、建筑、医学、汽车工业等领域有很广的应用。 应变式传感器主要通过应变电阻将力信号转换为电信号,最终实现测力的功能。广泛应用于工商业衡器(如汽车衡、台秤、案秤等)、工业过程控制和其它需要进行力测量的行业。 目前国外有HBM、MT等品牌,国内主要以中航电测(ZEMIC)等生产研发企业为主。 应变式传感器的原理 弹性体(弹性元件、敏感梁)在外部作用下产生弹性变形,因此粘贴在弹性体表面上的电阻应变计(转换元件)也随之产生变形。

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  称重传感器按转换方法分为

  光电式、液压式、电磁力式、电容式、磁极变形式、振动式、陀螺仪式、电阻应变式等8类,以电阻应变式使用最广。

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  电阻应变式工作原理

  弹性体(弹性元件,敏感梁)在外力作用下产生弹性变形,使粘贴在他表面的电阻应变片(转换元件)也随同产生变形,电阻应变片变形后,它的阻值将发生变化(增大或减小),再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号(电压或电流),从而完成了将外力变换为电信号的过程。

  应变式传感器的接线

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  4线制接线法

  EXC+:正激励(红线)EXC-:负激励(黑线)传感器供电电源线一般电压输入为5-10V

  Single-:负信号(白线) Single+:正信号(绿线)传感器输出电压,信号为毫伏mv一般为0-10MV呈线性比例变化

  Shield屏蔽线 (银色)

你不知道的那些应变式传感器的实际功能
 

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  六线制接线法

  除上述四根线外,比四线制的多两根:

  SEN+、SEN-:反馈线,即传感器将实际接受到的电压值再反馈给称重PLC或称重仪表。

  另外,四线制的和六线制的传感器都有屏蔽线:SHIELD

  优:不易受环境温度波动等因素影响,在精密测量及长距离测量时有一定优势。

  缺:要求与之配套使用的二次仪表具备反馈输入接口,使用范围有一定的局限性。

  常见

  安装

  安装注意事项

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  称重传感器 要轻拿轻放,尤其对于用合金铝材料作为弹性体的小容量传感器,任何振动造成的冲击或者跌落,都很有可能造成很大的输出误差。

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  设计加载装置及安装时应保证加载力的作用称重传感器受力轴线重合,使倾斜负荷和偏心负荷的影响减至最小。

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  3、在水平调整方面。如果使用的是称重传感器的话,其底座的安装平面要使用水平仪调整直到水平;如果是多个传感器同时测量的情况,那么它们底座的安装面要尽量保持在一个水平面上,这样做的目的主要是为了保证每个传感器所承受的力量基本一致。

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  按照其说明中称重传感器的量程选定来确定所用传感器的额定载荷。

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  5、为防止化学腐蚀.安装时宜用凡士林涂称重传感器外表面。应避免阳光直晒和环境温度剧变的场台使用。

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  在称重传感器加载装置两端加接铜编织线做的旁路器。

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  电缆线不宜自行加长,在确实需加长时应在接头处锡焊,并加防潮密封胶。

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  在称重传感器周围最好采用一些挡板把传感器罩起来。这样做的目的可防止杂物掉进传感器的运动部分,影响其测量精度。

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  传感器的电缆线应远离强动力电源线或有脉冲波的场所,无法避竞时应把称重传感器的电缆线单独穿入铁管内,并尽量缩短连接距离。

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  按其说明中的称重传感器量程选定来确定所用传感器的额定载荷,称重传感器虽然本身具备一定的过载能力,但在安装和使用过程中应尽量避免此种情况。有时短时间的超载,也可能会造成传感器永久损坏。

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  在高度精度使用场合,应使/称重传感器和仪表在预热30分钟后使用。

  汽车衡的称量性能是如何检测的?

  因此,为了获得电子汽车衡的称重性能,必须执行以下操作:

  1.只有检测到汽车衡的最大刻度,才能知道汽车衡的称重误差曲线。这样,即使单个称重点超过允许误差要求,也可以通过称重指示器的误差修正功能进行调整。

  2.必须有一套标准的设备,可以方便和安全地进行测试。目前福建省计量研究所开发的“独立辅助检定法”可能存在这样的问题,但它能方便、安全地检测出汽车衡的最大称量能力,并能给出汽车衡的基本称量误差曲线。

  3.除了考虑四个主要部件的质量外,制造商还必须注意边界条件对称重型设备性能的影响。例如,位移边界条件和应力边界条件包括:基础板质量、基础高度差、混凝土强度、混凝土填充、头部结构、结构刚度、轴承装置的焊接变形、轴承装置的连接等。

  近年来,电子汽车衡的秤量变得越来越大,并且根据合理方法进行验证或校准已成为一项艰巨的任务。因此,许多有志之士正在不断探索合理有效的验证或校准方法。我们如何准确,方便,安全地获得大型电子汽车衡的称重性能?根据我国各种地方技术机构的当前能力,仅仅采用砝码法是不能轻易达到目的的。

  从零点到最大刻度(Max)逐渐施加测试负载,然后以相反的顺序逐渐将测试负载卸载到零。在确定初始固有误差时,请选择至少10个不同的测试负载,并为其他称重测试选择至少5个测试负载。选定的测试负载包括最大重量(Max),最小重量(Min)以及处于或接近最大允许误差变化的那些负载值。

  小编为大家简单介绍一下几个方面的情况:

  1.检测是从零点到最大称量逐渐加载测试负载。

  目的是检查称重仪器的误差曲线是否在允许的误差范围内,如果发现单个称量值的误差偏离了允许误差范围,则也可以通过称重指示器的线性校正功能对其进行校正,以确保整个称量仪器的称量性能均在允许误差范围内。

  2.然后,以相反的顺序逐渐卸载测试负载,直到达到零点。

  目的是检查称量仪器的返回误差曲线(即滞后线性)是否在允许误差范围内,如果发现单个称量值的误差偏离了允许的误差带,也可以通过修改称量指示器的线性校正功能来执行。

  3.确定初始固有误差时,请至少选择10个测试负载。

  通常,在新型称重仪器上进行类型评估测试时,有必要选择10个测试负载进行测试,以便了解此类新产品的“初始固有误差”。在第一次验证和随后的验证期间,只有通过最终测试的称量仪器产品才能选择5个测试负载。

  4.选择最大允许误差变化的负载值。

  改变载荷值的最大允许误差,这些点相对较高,对于称重仪表来说是困难点。例如,对于3级刻度的500e和2000e这两个负载值,当允许误差为±0.5e时,500e这一点在允许误差±0.5e是相对误差最大的,2000e这一点在允许误差±1.0e是相对误差最大的。换句话说,只要这些负载点在允许的误差范围内,则该电子称重仪器就是合格的。

  当然,对电子汽车衡的验证或校准还应包括对以下项目的测试:置零精准度,偏负载性能,皮重精度,重复性和鉴别阈等试验。