稱(chēng)重傳感器原理及應(yīng)用,電子秤的傳感器工作原理是什么樣的?


1、電子秤的傳感器工作原理是什么樣的?
電子秤的傳感器工作原理:
電阻應(yīng)變式稱(chēng)重傳感器是基于這樣一個(gè)原理,彈性體在外力作用下產(chǎn)生彈性變形,使粘貼在它表面的電阻應(yīng)變片也隨同產(chǎn)生變形。
電阻應(yīng)變片變形后,它的阻值將發(fā)生變化,再經(jīng)相應(yīng)的測(cè)量電路把這一電阻變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào),從而完成了將外力變換為電信號(hào)的過(guò)程。
電子秤傳感器安裝注意事項(xiàng):
1、稱(chēng)重傳感器要輕拿輕放,尤其對(duì)于用合金鋁材料作為彈性體的小容量傳感器,任何振動(dòng)造成的沖擊或者跌落,都很有可能造成很大的輸出誤差。
2、設(shè)計(jì)加載裝置及安裝時(shí)應(yīng)保證加載力的作用稱(chēng)重傳感器受力軸線(xiàn)重合,使傾斜負(fù)荷和偏心負(fù)荷的影響減至最小。
3、在水平調(diào)整方面。如果使用的是稱(chēng)重傳感器的話(huà),其底座的安裝平面要使用水平儀調(diào)整直到水平。
如果是多個(gè)傳感器同時(shí)測(cè)量的情況,那么它們底座的安裝面要盡量保持在一個(gè)水平面上,這樣做的目的主要是為了保證每個(gè)傳感器所承受的力量基本一致。
來(lái)源:百度百科—稱(chēng)重傳感器
2、稱(chēng)重傳感器的原理及檢測(cè)方法是什么?
EXC+、EXC-代表的是電源;SIG+、SIG-代表的是反饋回去的稱(chēng)重信號(hào)。
1、稱(chēng)重傳感器原理的測(cè)試原理稱(chēng)重傳感器的測(cè)試流程如圖所示.稱(chēng)重傳感器的電壓輸出范圍為0~30mV.檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)主要有:未受力的零點(diǎn)電壓U0≤5mV;20min前后輸出電壓變化范圍和受力過(guò)程中最大電壓和最小電壓變化不超過(guò)0.006mV,即Uoe-U0≤0.006mV,Umax-Umin≤0.006mV;受力過(guò)程中輸出電壓每間隔5min的變化不超過(guò)0.003mV.整個(gè)測(cè)試過(guò)程中所有輸出電壓符合以上測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),則說(shuō)明傳感器精確度達(dá)到要求,性能良好;否則,傳感器不能準(zhǔn)確反映出所受壓力,線(xiàn)性誤差大,傳感器不合格。
2、稱(chēng)重傳感器檢測(cè)數(shù)據(jù)分析在傳統(tǒng)檢測(cè)中,通常使用高精度萬(wàn)用表測(cè)量傳感器的輸出電壓,工作人員讀表記錄數(shù)據(jù).其最大缺點(diǎn)是每次只能讀取一支傳感器的數(shù)據(jù),而且每次切換測(cè)試機(jī)臺(tái)時(shí),萬(wàn)用表需要3s的穩(wěn)定時(shí)間才能讀數(shù),記錄數(shù)據(jù)需要1s時(shí)間.導(dǎo)致結(jié)果產(chǎn)生很大的時(shí)間誤差,進(jìn)而影響了合格品的判定.例如當(dāng)讀取U5時(shí),1號(hào)機(jī)臺(tái)讀取到的是1號(hào)傳感器5min時(shí)的精確值,而讀到32號(hào)機(jī)臺(tái)時(shí),實(shí)際時(shí)間已經(jīng)進(jìn)行到了(3s+1s)×32路+5min=422s,也就是說(shuō)32號(hào)機(jī)臺(tái)上的傳感器的U5并不是5min時(shí)的電壓,而是422s的電壓.從第1路到第32路,產(chǎn)生了122s的時(shí)間誤差.稱(chēng)重傳感器自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)使用多路數(shù)據(jù)采集卡,可將每路輸出電壓的平均讀取時(shí)間降低到幾秒鐘之內(nèi),解決了傳統(tǒng)檢測(cè)中的時(shí)間誤差問(wèn)題。
3、稱(chēng)重傳感器的工作原理
負(fù)荷傳感器是稱(chēng)重傳感器、測(cè)力傳感器的統(tǒng)稱(chēng),用單項(xiàng)參數(shù)評(píng)價(jià)它的計(jì)量特性。
電阻應(yīng)變式稱(chēng)重傳感器主要由彈性元件、電阻應(yīng)變片、測(cè)量電路和傳輸電纜4部分組成。電阻應(yīng)變片貼在彈性元件上,彈性元件受力變形時(shí),其上的應(yīng)變片隨之變形,并導(dǎo)致電阻改變。測(cè)量電路測(cè)出應(yīng)變片電阻的變化并變換為與外力大小成比例的電信號(hào)輸出。電信號(hào)經(jīng)處理后以數(shù)字形式顯示出被測(cè)物的質(zhì)量。電阻應(yīng)變式稱(chēng)重傳感器的稱(chēng)量范圍為幾十克至數(shù)百?lài)?,?jì)量準(zhǔn)確度達(dá)1/1000~1/10000,結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,可靠性較好。大部分電子衡器都使用這種傳感器。
電阻應(yīng)變式稱(chēng)重傳感器是基于這樣一個(gè)原理:彈性體彈性元件,敏感梁在外力作用下產(chǎn)生彈性變形,使粘貼在他表面的電阻應(yīng)變片轉(zhuǎn)換元件也隨同產(chǎn)生變形,電阻應(yīng)變片變形后,它的阻值將發(fā)生變化增大或減小,再經(jīng)相應(yīng)的測(cè)量電路把這一電阻變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)電壓或電流,從而完成了將外力變換為電信號(hào)的過(guò)程。在測(cè)量過(guò)程中,重量加載到稱(chēng)重傳感器的彈性體上會(huì)引起塑性變形。電阻應(yīng)變式稱(chēng)重傳感器的工作過(guò)程應(yīng)變正向和負(fù)向通過(guò)安裝在彈性體上的應(yīng)變片轉(zhuǎn)換為電子信號(hào)。最簡(jiǎn)單的彎曲梁稱(chēng)重傳感器只有一個(gè)應(yīng)變片。通常,彈性體和應(yīng)變片通過(guò)多種方式來(lái)結(jié)合,類(lèi)似外殼密封部件等來(lái)保護(hù)應(yīng)變片。
稱(chēng)重傳感器在選用時(shí)要考慮到很多因素,實(shí)際的使用當(dāng)中我們主要從下列幾個(gè)因素考慮。稱(chēng)重傳感器的量程根據(jù)你的用途,稱(chēng)重傳感器的量程選擇可依據(jù)秤的最大稱(chēng)量值、選用傳感器的個(gè)數(shù)、秤體自重、可產(chǎn)生的最大偏載及動(dòng)載因素綜合評(píng)價(jià)來(lái)決定。一般來(lái)講,傳感器的量程越接近分配到每個(gè)傳感器的載荷,其稱(chēng)量的準(zhǔn)確度就越高。但是在實(shí)際的使用當(dāng)中,由于加在傳感器上的載荷除被稱(chēng)物體外,還存在秤體自重、皮重、偏載及振動(dòng)沖擊等載荷,因此選用傳感器時(shí),要考慮諸多方面的因素,保證傳感器的安全和壽命。其次稱(chēng)重傳感器的準(zhǔn)確度等級(jí)包括傳感器的非線(xiàn)性、蠕變、重復(fù)性、滯后、靈敏度等技術(shù)指標(biāo)。在選用的時(shí)候不應(yīng)該盲目追求高等級(jí)的傳感器,應(yīng)該考慮電子衡的準(zhǔn)確度等級(jí)和成本。一般情況下,選用傳感器的總精度為非線(xiàn)性、不重復(fù)性和滯后三項(xiàng)指標(biāo)的之和的均方根值略高于秤的精度。稱(chēng)重傳感器形式的選擇主要取決于稱(chēng)重的類(lèi)型和安裝空間,保證安裝合適,稱(chēng)重安全可靠;另一方面要考慮廠家的建議。對(duì)于傳感器制造廠家來(lái)講,它一般規(guī)定了傳感器的受力情況、性能指標(biāo)、安裝形式、結(jié)構(gòu)形式、彈性體的材質(zhì)等。
稱(chēng)重傳感器基本知識(shí)
1、什么是稱(chēng)重傳感器?
稱(chēng)重傳感器是用來(lái)將重量信號(hào)或壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電量信號(hào)的轉(zhuǎn)換裝置。
2、稱(chēng)重傳感器的測(cè)量原理是什么?
稱(chēng)重傳感器采用金屬電阻應(yīng)變片組成測(cè)量橋路,利用金屬電阻絲在張力作用下伸長(zhǎng)變細(xì),電阻增加的原理,即金屬電阻隨所受應(yīng)變而變化的效應(yīng)而制成的(應(yīng)變,就是尺寸的變化)。
3、稱(chēng)重傳感器的構(gòu)造原理?
金屬電阻具有阻礙電流流動(dòng)的性質(zhì),即具有電阻(Ω),其阻值依金屬的種類(lèi)而異。同一種金屬絲,一般來(lái)講,越是細(xì)長(zhǎng),其電阻值就越大。當(dāng)金屬電阻絲受外力作用而伸縮時(shí),其電阻值就會(huì)在某一范圍內(nèi)增減。因此,將金屬絲(或膜)緊貼在被測(cè)物體上,而且這種絲或膜又很細(xì)或很薄,粘貼又十分完善,那麼,當(dāng)被測(cè)物體受外力而伸縮時(shí),金屬電阻絲(膜)也會(huì)按比例伸縮,其阻值也會(huì)相應(yīng)變化。稱(chēng)重傳感器就是將金屬電阻應(yīng)變片粘貼在金屬稱(chēng)重梁上進(jìn)行測(cè)量重量信號(hào)的。
4、稱(chēng)重傳感器的外形構(gòu)造與測(cè)重形式?
稱(chēng)重傳感器的外形構(gòu)造隨被測(cè)對(duì)象的不同,其外形構(gòu)造也會(huì)不同。
A、比較常見(jiàn)的稱(chēng)重傳感器的外形構(gòu)造:
圓柱形(杯柱形);S形;長(zhǎng)方形等。
B、測(cè)重形式:
壓縮式;伸張式。
圓柱形(杯柱形)一般均為壓縮式測(cè)重形式。
S形,長(zhǎng)方形均為壓縮式,伸張式兩用測(cè)重形式。
C、內(nèi)部金屬稱(chēng)重梁形式:
一般分為單孔或雙孔形式。
D、鶴林公司使用的稱(chēng)重傳感器的外形構(gòu)造與測(cè)重形式:
圓柱形——稱(chēng)重倉(cāng)(壓縮式),原料粉煤灰秤(壓縮式)。
S形——皮帶秤(壓縮式),包裝機(jī)袋重秤(伸張式)。
長(zhǎng)方形——汽車(chē)衡(壓縮式),軌道衡(壓縮式),煤粉天平秤(伸張式),固體流量計(jì)(壓縮式)。
5、稱(chēng)重傳感器的電路組成?
稱(chēng)重傳感器進(jìn)行測(cè)量時(shí),我們需要知道的是應(yīng)變片受應(yīng)變時(shí)的電阻變化。通??偸遣捎脩?yīng)變片組成橋式電路(惠斯登電橋),將應(yīng)變片引起的電阻變化轉(zhuǎn)換成電壓變化來(lái)進(jìn)行測(cè)量的。
設(shè):電橋的輸入激勵(lì)電壓為Ei, ①
則電橋的輸出電壓△E0為:
R1 R2
△E0=Ei×[(R1R3-R2R4)/(R1+R2)(R3+R4)]
輸入激勵(lì)電壓 ③ 輸出電壓
令電橋的初始條件為
R1=R2=R3=R4, ④
則△E0=0。
設(shè)電阻值R1的應(yīng)變片受應(yīng)變作用 R3 R4
后的電阻變化為R+△R,則電橋的輸 ②
出電壓△E0為:
△E0=Ei[△R/(4R+2△R)]≌(△R/4R)Ei (R>>△R)
由于△R=R×K0×ε,所以
△E0=(Ei×K0×ε)/4
例如,設(shè)K0=2,ε=1000×0.000001, Ei=1V
則: △E0=(1×2×1000×0.000001)/4=0.5mV
式中 K0=系數(shù)(一般為2)
ε=應(yīng)變系數(shù)(一般為500×0.000001~2000×0.000001;相當(dāng)于10~40Kgf/mm2。)
Ei=輸入的激勵(lì)電壓
為了增加電橋的視在輸出,大多都將電橋設(shè)計(jì)成4枚應(yīng)變片都受力作用的形式(4個(gè)工作片)。
此時(shí) △E0=0.5mV×4=2 mV
6、傳感器的輸出靈敏度的表示方法?
電橋的輸出電壓通常用輸入激勵(lì)電壓為1V時(shí)的輸出電壓(mV/V)來(lái)表示。通常稱(chēng)傳感器的輸出靈敏度。
7、為什么傳感器內(nèi)部要加補(bǔ)償電路?
稱(chēng)重傳感器在制造過(guò)程中,為了改善它的性能,特別是改善溫度特性,一般要在應(yīng)變片電路中附加對(duì)零點(diǎn)和靈敏度的溫度補(bǔ)償。即除了應(yīng)變片外,其中還增加了各種補(bǔ)償電阻。
零點(diǎn)補(bǔ)償?shù)哪康氖潜M量減小電橋零點(diǎn)隨溫度的變化,因此,出應(yīng)變片本身的溫度自補(bǔ)償外,又加入了電阻溫度系數(shù)和電橋中應(yīng)變片的溫度系數(shù)不同的電阻元件(如銅電阻或鎳電阻等),以加強(qiáng)補(bǔ)償作用。
靈敏度補(bǔ)償?shù)哪康氖菧p小輸出電壓隨溫度的變化,即補(bǔ)償彈性體的彈性系數(shù)和應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)隨溫度的變化。因此,對(duì)電橋中串接了兩個(gè)與電橋溫度補(bǔ)償作用相同的電阻。同時(shí)電路中的其它電阻用于將電橋的初始平衡,額定輸出和輸入電阻等參數(shù)調(diào)整到規(guī)定的數(shù)值。
8、稱(chēng)重傳感器的參數(shù)指標(biāo)(中英文對(duì)照)
Model: STC-100Kg (型號(hào)規(guī)格)
Cap: 100Kg (量程范圍)
Date: 2005/01/14 (生產(chǎn)日期)
S/N: X02274 (出廠編號(hào))
FSO: 2.9981 mV/V (靈敏度)
Recommended Excitation: 10V AC/DC (推薦激勵(lì)電壓)
Maximum Excitation: 15V AC/DC (最大激勵(lì)電壓)
Output at Rated Load: 2.9981 mV/V (額定負(fù)荷輸出)
Non Linearity:<0.020% (非線(xiàn)性)
Hysteresis:<0.020% (滯后)
Creep(30 minutes): 0.029% (30分鐘蠕動(dòng))
Non Repeatability:<0.01% (非重復(fù)性)
Zero Retum(30 minutes): 0.030% (30分鐘零點(diǎn)漂移)
Temp. Effect/℃ on Span:<0.0015% (溫度變化1℃對(duì)量程的影響)
Temp. Effect/℃ on Zero:<0.0026% (溫度變化1℃對(duì)零點(diǎn)的影響)
Compensated Temp.Range: -10 to 40℃ (溫度補(bǔ)償范圍)
Operating Temp.Range: -20 to 60℃ (工作溫度范圍)
Zero Balance: ±1% (零點(diǎn)平衡)
Input Resistance: 380±5Ω (輸入阻抗)
Output Resistance: 350±3Ω (輸出阻抗)
Insulation Resistance(50VDC): >5000MΩ (絕緣電阻)
Deflecion at Rated Load: Nil (零) (額定負(fù)荷下的傾斜度)
Safe Overload: 150% (允許超載)
Ultimate Overload: 300% (最終超載)
9、稱(chēng)重傳感器引線(xiàn)功能的具體判斷方法
由于不同生產(chǎn)廠家的傳感器引線(xiàn)的顏色不同,所以不能以具體顏色來(lái)判斷引線(xiàn)功能。
4、重量傳感器的工作原理
1、結(jié)構(gòu)組成
(下簡(jiǎn)稱(chēng)儀表)、稱(chēng)重傳感器(下簡(jiǎn)稱(chēng)傳感器)、連接件、限位裝置及接線(xiàn)盒等零部件組成,還可以選配打印大屏幕顯示器、計(jì)算機(jī)和穩(wěn)壓電源等外部設(shè)備。
2、工作原理
被稱(chēng)重物或載重汽車(chē)置于承載器臺(tái)面上,在重力作用下,通過(guò)承載器將重力傳遞至稱(chēng)重傳感器,使稱(chēng)重傳感器彈性體產(chǎn)生變形,貼附于彈性體上的應(yīng)變計(jì)橋路失去平衡,輸出與重量數(shù)值成正比例的電信號(hào),經(jīng)線(xiàn)性放大器將信號(hào)放大。再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),由儀表的微處理機(jī)(CPU)對(duì)重量信號(hào)進(jìn)行處理后直接顯示重量數(shù)據(jù)。配置打印機(jī)后,即可打印記錄稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù),如果配置計(jì)算機(jī)可將計(jì)量數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)進(jìn)行綜合管理。
在稱(chēng)重傳感器的彈性體上粘貼有應(yīng)變計(jì),組成惠斯登電橋。在無(wú)負(fù)荷時(shí),電橋處于平衡狀態(tài),輸出為零。當(dāng)彈性體承受載荷時(shí),各應(yīng)變計(jì)隨之產(chǎn)生與載荷成比例的應(yīng)變,由輸出電壓即可測(cè)出外載重量,通過(guò)儀表的通訊接口可以與上位機(jī)連接。
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