Cảm biến lực cân

Cảm biến lực cân

Bộ cảm biến lực cân là một thiết bị chuyển đổi trọng lực thành tín hiệu điện. Nó chủ yếu được sử dụng trong cân điện tử để nhận ra chuyển đổi lực-động lực.

Các loại phổ biến bao gồm loại căng kháng, loại lực điện từ và loại điện dung, trong đó loại căng kháng được sử dụng rộng rãi vì cấu trúc đơn giản của nó,độ chính xác cao và bề mặt ứng dụng rộng.

Nguyên tắc
Cảm biến trọng lượng căng thẳng kháng dựa trên nguyên tắc như vậy: elastomer (phần đàn hồi, chùm nhạy cảm) dưới tác động của lực lượng bên ngoài biến dạng đàn hồi,dán trên bề mặt của bộ đo độ căng kháng (phần chuyển đổi) cũng có biến dạng, độ kháng của nó sẽ thay đổi (tăng hoặc giảm),sau đó mạch đo tương ứng với sự thay đổi kháng cự thành tín hiệu điện (tăng hoặc dòng điện), để hoàn thành quá trình chuyển đổi lực bên ngoài thành tín hiệu điện.

Có thể thấy rằng đồng hồ đo căng thẳng kháng, elastomer và mạch phát hiện là một số bộ phận không thể thiếu của cảm biến cân căng thẳng kháng.

Ba khía cạnh sau đây được thảo luận ngắn gọn.

Một, đồng hồ đo độ căng kháng đồng hồ đo độ căng là một máy dây kháng phân phối trên nền làm bằng vật liệu hữu cơ, đó là, trở thành một đồng hồ đo độ căng.

Một thông số quan trọng của ông là hệ số độ nhạy, k.

Hãy nói về ý nghĩa của nó.

Có một dây điện kháng kim loại, có chiều dài là l, đường cắt ngang của nó là tròn bán kính r, diện tích của nó được đánh dấu là s, và độ kháng của nó được ghi là ρ.Tỷ lệ Poisson của vật liệu này là μ.

Khi dây kháng không bị ảnh hưởng bởi lực bên ngoài, giá trị kháng của nó là r: r = ρ l / s (Ω) (2-1) Khi đầu của nó bị ảnh hưởng bởi lực f, nó sẽ kéo dài, tức là biến dạng.

Hãy cho độ kéo dài Δ l của nó, diện tích cắt ngang của nó thu hẹp, nghĩa là bán kính của vòng tròn cắt giảm Δ r.

Ngoài ra, nó có thể được chứng minh rằng độ kháng của sợi điện kháng kim loại sẽ thay đổi sau khi biến dạng, được ghi là Δρ.

Công thức (2- -1), nghĩa là giá trị kháng cự thay đổi bao nhiêu sau khi dây kháng cự thay đổi.

Chúng ta có: Δ r = Δρ l / s + Δ l ρ / s Δ s ρ l / s2 (2-2) với công thức (2- -1) công thức loại bỏ (2- -2) để có được Δ r / r = Δρ / ρ + Δ l / l Δ s / s (2-3) thêm,Chúng ta biết rằng diện tích cắt ngang của dây, s = π r2, Sau đó Δ s = 2 π r * Δ r, Vì vậy, Δ s / s = 2 Δ r / r (2-4) từ cơ học vật liệu chúng ta biết Δ r / r = - μ Δ l / l (2-5), Khi dấu trừ chỉ ra độ kéo dài,Hướng bán kính được giảm.

μ là hệ số Poisson của hiệu ứng bên của vật liệu.

Công thức (2-4) (2-5) thành (2- -3), Δ r / r = Δρ / ρ + Δ l / l + 2 μΔ l / l = (1 + 2 μ (Δρ / ρ) / (Δ l / l)) * Δ l / l = k * Δ l / l (2-6) where k = 1 + 2 μ + (Δρ / ρ) / (Δ l / l) (2-7) (2-6)) illustrates the relationship between resistance strain gauge resistance (resistance relative change) and resistance wire elongation (length relative change).

Cần lưu ý rằng kích thước của hệ số độ nhạy k giá trị là một hằng số được xác định bởi các tính chất của vật liệu dây kháng kim loại,nó không liên quan gì đến hình dạng và kích thước của máy đo căng thẳng, giá trị k của các vật liệu khác nhau thường nằm trong khoảng từ 1,7 đến 3.6; giá trị k là một số lượng, nghĩa là nó không có kích thước.

Trong cơ học vật liệu, Δ l / l được gọi là một căng, ghi là ε, với nó để chỉ ra rằng độ đàn hồi thường quá lớn, rất khó khăn để thường lấy một triệu của nó như một đơn vị,ghi là με.

Bằng cách này, công thức (2- -6) thường viết: Δ r / r = k ε (2- -8), hai, elastomer elastomer là một phần cấu trúc có hình dạng đặc biệt.

Nó có hai chức năng: Thứ nhất, nó chịu lực bên ngoài của cảm biến cân, và tạo ra lực phản ứng với lực bên ngoài để đạt được cân bằng tĩnh tương đối; thứ hai, nó tạo ra lực phản ứng với lực bên ngoài để đạt được sự cân bằng tĩnh tương đối.nó tạo ra một trường căng có chất lượng cao (khu vực), do đó, đồng hồ đo độ căng của kháng cự dán vào khu vực này là lý tưởng để hoàn thành nhiệm vụ chuyển đổi của tín hiệu điện ngày căng.

Lấy elastomer của bộ cảm biến cân SB như một ví dụ để giới thiệu sự phân bố căng thẳng.

Một cantilever hình khối với một lỗ.

Trung tâm dưới của lỗ bị áp lực cắt rạch tinh khiết, nhưng các phần trên và dưới sẽ có áp lực kéo và nén.

Hướng căng thẳng chính là vị thần kéo và đầu tiên là nén. nếu thước đo căng thẳng bị mắc kẹt ở đây, nửa trên của thước đo căng thẳng sẽ được kéo dài và giá trị kháng tăng,trong khi nửa dưới của bộ đo độ căng sẽ được nén và giá trị kháng cự được giảm.

Biểu thức căng cho điểm trung tâm ở đáy lỗ được liệt kê dưới đây và không còn bắt nguồn.

ε = (3q (1 + μ) / 2 eb) * (b (h2-h2) + bh 2) / (b (h3-h3) + bh 3) (2-9) nơi: lực cắt ngang trên phần q-; e- -Young's modulus: μ - -Poisson coefficient; b, b, h,h- là kích thước hình học của chùm.

Cần lưu ý rằng các trạng thái căng thẳng được phân tích ở trên là tất cả các trường hợp "địa phương", trong khi đồng hồ đo căng thẳng thực sự cảm thấy trạng thái "trung bình".

Thứ ba, chức năng của mạch phát hiện là thay đổi điện trở của máy đo căng thẳng thành điện áp.

Bởi vì cây cầu có nhiều lợi thế, chẳng hạn như có thể ức chế ảnh hưởng của thay đổi nhiệt độ, có thể ức chế sự can thiệp lực bên,có thể dễ dàng giải quyết vấn đề bù của cảm biến cân, vì vậy cây cầu đã được sử dụng rộng rãi trong cảm biến cân.

Bởi vì toàn cầu ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngang ngangvì vậy cảm biến cân áp dụng toàn cầu ngang ngang ngang ngang ngang ngang.

Môi trường dịch vụ
Các tế bào tải cân thực sự là một thiết bị đầu ra tín hiệu điện chuyển tín hiệu khối lượng thành một phép đo.

Để xem xét đầu tiên môi trường làm việc thực tế của cảm biến, rất quan trọng cho việc lựa chọn đúng cảm biến, nó liên quan đến hoạt động bình thường của cảm biến,an toàn và tuổi thọ, và thậm chí cả độ tin cậy và an toàn của toàn bộ thiết bị cân.

Nói chung, môi trường nhiệt độ cao gây ra sự tan chảy của vật liệu lớp phủ, khớp hàn và thay đổi cấu trúc trong căng thẳng của elastomer; bụi và độ ẩm ảnh hưởng đến cảm biến;elastomer cảm biến bị hư hỏng hoặc mạch ngắn; trường điện từ can thiệp vào đầu ra của cảm biến.

Dưới các yếu tố môi trường tương ứng, chúng ta phải chọn cảm biến cân lực tương ứng để đáp ứng các yêu cầu cân cần thiết.

So sánh
Cảm biến cân tải áp suất kháng cự thường được gọi là cảm biến cân cho các cân điện tử khác nhau, và được sử dụng để đo tải hoặc lực thử nghiệm được gọi là cảm biến lực,mặc dù hình dạng của hai cấu trúc, quy trình sản xuất là giống nhau, nhưng trong sử dụng, hiệu chuẩn chính xác và yêu cầu hoặc có rất nhiều sự khác biệt cụ thể.

Đối với sự dịch chuyển không của cảm biến thang đo, hiệu suất ổn định dài hạn thường không được thêm vào, nhưng trong hiệu suất dài hạn của ổn định dài hạn.

Khi cảm biến căng kháng được sử dụng làm tải độ tham chiếu của máy thử vật liệu,1 / 100 của tải trọng định số của cảm biến tải thường được đưa ra như là phạm vi ứng dụng của máy kiểm tra vật liệu.

Tại thời điểm này, độ chính xác của máy thử có thể được đảm bảo là 1%.]]