什么是稱重傳感器?
稱重傳感器(英文:Load cell)是一種載荷轉(zhuǎn)換器,是一種檢測(cè)載荷或力,將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并輸出的傳感器。與負(fù)載和力相對(duì)應(yīng)的輸出用于負(fù)載顯示和記錄,也可用于控制。
負(fù)載/力檢測(cè)方法包括測(cè)量物體變形應(yīng)變的應(yīng)變儀法,以及壓電法、金屬薄膜法、電容法、光纖法、振動(dòng)法和磁致伸縮法。
稱重傳感器的輸出是與負(fù)載相對(duì)應(yīng)的電壓或電流的模擬或數(shù)字信號(hào)。它用于顯示和記錄秤上的負(fù)載、測(cè)量負(fù)載能力等,以及測(cè)量材料試驗(yàn)機(jī)上的負(fù)載,也用于控制設(shè)備。
稱重傳感器的應(yīng)用
稱重傳感器用于電子秤、試驗(yàn)機(jī)、流量計(jì)、工業(yè)秤以及各種測(cè)量?jī)x器。例如,家用產(chǎn)品包括體重秤、數(shù)字秤和淋浴用馬桶座圈。
在工業(yè)應(yīng)用中,除了用于重物秤外,它們還經(jīng)常用于拉伸試驗(yàn)機(jī)、粘彈性測(cè)量裝置、壓力機(jī)、紗線和薄膜卷繞裝置等。它還用于測(cè)試噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的推進(jìn)力、監(jiān)測(cè)船繩的張力、測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩、監(jiān)測(cè)軸荷、測(cè)量電梯中的鋼絲張力以及測(cè)量料斗和筒倉(cāng)的重量。
除此之外,稱重傳感器還用于一些飛機(jī)的控制桿中。當(dāng)飛行員向控制桿施加力時(shí),計(jì)算機(jī)會(huì)檢測(cè)力的大小并控制飛機(jī)。
在工業(yè)中,為了提高質(zhì)量、生產(chǎn)率、降低成本,測(cè)量產(chǎn)品的重量,并將數(shù)據(jù)數(shù)字化以供顯示器顯示、質(zhì)量判斷、打印、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等重要的一種設(shè)備。
稱重傳感器原理
稱重傳感器主要有四種類型:梁式、柱式、S 形和膜片式,具體取決于承受載荷時(shí)變形的構(gòu)件的形狀。
1. 梁型
梁類型測(cè)量當(dāng)載荷施加到懸臂梁頂端時(shí)發(fā)生的梁變形量。用于平臺(tái)秤等。
2. 立柱類型
柱式向圓筒構(gòu)件施加載荷,測(cè)定圓筒面的壓縮方向的變形應(yīng)變。用于工業(yè)用途,如儲(chǔ)罐和料斗。通常使用多個(gè)稱重傳感器,在這種情況下,負(fù)載必須均勻地施加到每個(gè)傳感器上。
3.S形
對(duì)于S形模型,將載荷施加到S形構(gòu)件的兩端,測(cè)量S形構(gòu)件的變形量并轉(zhuǎn)換為載荷。它通常用于用拉力試驗(yàn)機(jī)測(cè)量拉力。
4、隔膜式
膜片式向膜片中心施加載荷,測(cè)量膜片變形量。常用稱重傳感器。
通過改變所使用的單元元件的尺寸和材料,可以增大或減小要測(cè)量的負(fù)載的規(guī)模。這使得測(cè)量從幾克到噸范圍內(nèi)的巨大力的各種負(fù)載成為可能。為了測(cè)量微小的載荷,已經(jīng)開發(fā)出了能夠測(cè)量mN量級(jí)的高精度稱重傳感器,并用于人造肌肉的研發(fā)。
用于檢測(cè)在承受載荷時(shí)變形的構(gòu)件的變形量的方法包括應(yīng)變計(jì)法、壓電法、金屬薄膜法、電容法、光纖法、振動(dòng)法和磁致伸縮法。
特別是,經(jīng)常使用應(yīng)變片類型,其中應(yīng)變片連接到稱為彎曲元件的彈性體上,并且應(yīng)變片的電阻值隨著由于微小的膨脹和收縮而導(dǎo)致的橫截面積的變化而變化。變形。由于該變化與載荷成正比,因此可以根據(jù)電阻值的變化計(jì)算施加到應(yīng)變體的載荷。
有關(guān)稱重傳感器的其他信息
1. 稱重傳感器的單位
稱重傳感器以 SI 單位“力”“N”牛頓顯示測(cè)量值。根據(jù)稱重傳感器的容量,可以使用“mN”或“kN”。
“N”牛頓是質(zhì)量乘以重力加速度。如果測(cè)量位置的重力加速度已知,則可以使用稱重傳感器測(cè)量質(zhì)量(kg)。
2. 稱重傳感器精度
稱重傳感器規(guī)格一般不包括“精度”項(xiàng)目。單個(gè)稱重傳感器的精度是根據(jù)規(guī)格書記載的線性度、遲滯性、重復(fù)性、溫度影響等綜合確定的。
當(dāng)給稱重傳感器施加預(yù)定電壓時(shí),它會(huì)輸出與負(fù)載成比例的電壓,但該電壓最多只有 20mV。由于這個(gè)微小的電壓被進(jìn)一步分成數(shù)萬個(gè)部分進(jìn)行測(cè)量,因此所使用的測(cè)量?jī)x器需要高度穩(wěn)定和高精度。
使用稱重傳感器的測(cè)量裝置的精度必須綜合判斷,包括稱重傳感器和顯示儀表的個(gè)體誤差、溫度條件、安裝條件、振動(dòng)等引起的誤差。為此,需要確定作為檢測(cè)部分的稱重傳感器的精度以及顯示的精度,然后通過它們的平方和的平方根來計(jì)算總體精度。
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