Gewichtskrachtsensor

Gewichtssensor

Een weegkrachtsensor is een apparaat dat zwaartekracht omzet in elektrisch signaal.

Veel voorkomende typen zijn weerstandsspanningstype, elektromagnetische krachtstype en capaciteitstype, waaronder het weerstandsspanningstype wordt veel gebruikt vanwege zijn eenvoudige structuur,hoge nauwkeurigheid en breed toepassingsoppervlak.

Beginsel
De weegsensor voor weerstandsspanning is gebaseerd op een dergelijk principe: elastomeer (elastic element, gevoelige balk) onder invloed van externe krachten, elastische vervorming,paste op het oppervlak van de weerstandsspanningsmeter (omrekeningselement) ook met vervorming, de vervorming van de weerstandsspanningsmeter, zal de weerstand ervan veranderen (toenemen of verlagen),de overeenkomstige meetcircuit van de weerstand verandert in elektrisch signaal (spanning of stroom), om het proces van omzetting van externe kracht in elektrisch signaal te voltooien.

Het kan worden gezien dat de weerstandsspanningsmeter, elastomeer en detectiecircuit verschillende onmisbare onderdelen van de weerstandsspanningsweegsensor zijn.

De volgende drie aspecten worden kort besproken.

Ten eerste, een weerstandsspanningsmeter. Een weerstandsspanningsmeter is een weerstandsdraadmachine verdeeld over het substraat van een organisch materiaal, dat wil zeggen een spanningsmeter.

Een belangrijke parameter van zijn eigen is de gevoeligheid coëfficiënt, k.

Laten we het hebben over de betekenis ervan.

Er is een metalen weerstandsdraad, waarvan de lengte l is, waarvan de doorsnede cirkelvormig is met een straal van r, waarvan de oppervlakte s is en waarvan de weerstand ρ is.De Poissoncoëfficiënt van dit materiaal is μ.

Wanneer de weerstandsdraad niet wordt beïnvloed door een externe kracht, is de weerstandswaarde r: r = ρ l / s (Ω) (2-1) Wanneer de uiteinden worden beïnvloed door f-kracht, zal deze verlengen, dat wil zeggen vervormen.

Laat zijn verlenging Δ l, zijn doorsnede gebied krimpen, dat wil zeggen, de straal van zijn doorsnede cirkel afneemt Δ r.

Bovendien kan worden aangetoond dat de weerstand van de metalen weerstandsdraad na vervorming zal veranderen, geregistreerd als Δρ.

Formule (2- -1), dat wil zeggen hoeveel de weerstandswaarde verandert nadat de weerstandsdraad verandert.

We hebben: Δ r = Δρ l / s + Δ l ρ / s Δ s ρ l / s2 (2-2) met formule (2- -1) verwijdering formule (2- -2) om Δ r / r = Δρ / ρ + Δ l / l Δ s / s (2-3) te krijgen,We weten dat de doorsnede van de draad, s = π r2, Dan Δ s = 2 π r * Δ r, Dus Δ s / s = 2 Δ r / r (2-4) van materiaal mechanica weten we Δ r / r = - μ Δ l / l (2-5), Wanneer het min-teken de verlenging aangeeft,De richting van de straal is verminderd..

μ is de Poisson-coëfficiënt van het zijdeffect van het materiaal.

Formule (2-4) (2-5) in (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).

Het moet worden opgemerkt dat de grootte van de gevoeligheidsgraad k-waarde een constante is die wordt bepaald door de eigenschappen van het metaalweerstandsdraadmateriaal,het heeft niets te maken met de vorm en grootte van de spanningsmeterDe k-waarde van verschillende materialen ligt over het algemeen tussen 1,7 en 3.6; de k-waarde is een hoeveelheid, d.w.z. heeft geen dimensie.

In de mechanica van materialen wordt Δ l/l aangeduid als een spanning, geregistreerd als ε, om aan te geven dat de elasticiteit vaak te groot is, zeer ongemakkelijk om vaak zijn een miljoen als eenheid te nemen,geregistreerd als.

Op deze manier schrijft de formule (2- -6) vaak: Δ r / r = k ε (2- -8), twee, elastomeer elastomeer is een structureel onderdeel met een speciale vorm.

Het heeft twee functies: ten eerste draagt het de externe kracht van de weegsensor en produceert het een reactie kracht op de externe kracht om relatief statisch evenwicht te bereiken; ten tweede draagt het dehet produceert een hoogwaardig spanningsveld (oppervlak), zodat de in dit gebied geplakte weerstandsspanningsmeter ideaal is om de omzetting van het elektrisch signaal van de spanningsdatum te voltooien.

Neem bijvoorbeeld de elastomeer van de weegsensoren van de serie sb om de spanningsverdeling te introduceren.

Een kubusvormige cantilever met een gat.

Het onderste deel van het gat wordt blootgesteld aan zuivere scheerspanning, maar het bovenste en onderste deel zal trek- en drukspanning hebben.

Als de spanningsmeter hier vastzit, wordt de bovenste helft van de spanningsmeter uitgerekt en neemt de weerstand toe.Terwijl de onderste helft van de spanningsmeter wordt samengeperst en de weerstandswaarde wordt verlaagd.

De spanningsuitdrukking voor het centrale punt aan de bodem van het gat is hieronder vermeld en is niet langer afgeleid.

ε = (3q (1 + μ) / 2 eb) * (b (h2-h2) + bh 2) / (b (h3-h3) + bh 3) (2-9) waarbij: scheerkracht op q-snit; e- -Young's modulus: μ - -Poisson coëfficiënt; b, b, h,h- is de geometrische grootte van de balk.

Er zij op gewezen dat de hierboven geanalyseerde stresstoestanden allemaal "lokale" gevallen zijn, terwijl de strainmeter eigenlijk de "gemiddelde" toestand voelt.

Drie, de functie van het detectiecircuit is om de weerstand van de spanningsmeter te veranderen in uitgangsspanning.

Omdat de brug heeft vele voordelen, zoals kan remmen van de invloed van temperatuurveranderingen, kan remmen van de laterale kracht interferentie,kan gemakkelijk het compensatieprobleem van de weegsensor oplossen, dus de brug is op grote schaal gebruikt in de weegsensor.

Omdat de volledige brug gelijk arm brug heeft de hoogste gevoeligheid, de parameters van elke arm zijn consistent, en de invloed van verschillende interferentie is gemakkelijk om elkaar te compenseren,dus de weegsensor neemt de volledige brug gelijk arm brug.

Dienstomgeving
De weegbelastingscel is eigenlijk een apparaat voor het uitvoeren van elektrisch signaal dat massa-signaal omzet in een meting.

Om te beginnen moet worden gekeken naar de werkelijke werkomgeving van de sensor, die cruciaal is voor de juiste selectie van de sensor.veiligheid en levensduur, en zelfs de betrouwbaarheid en veiligheid van het gehele weegapparaat.

In het algemeen veroorzaakt de hoge temperatuuromgeving het smelten van het coatingsmateriaal, soldeerslijpen en structurele veranderingen in de spanning van elastomeer; stof en vocht beïnvloeden de sensor;de sensor elastomeer is beschadigd of een kortsluitingHet elektromagnetische veld stoort de uitgang van de sensor.

Onder de bijbehorende omgevingsfactoren moeten wij de bijbehorende zwaartekrachtsensor kiezen om aan de noodzakelijke weegvereisten te voldoen.

Vergelijk
De weegsensor voor weerstands- en spanningsbelasting wordt vaak een weegsensor genoemd voor verschillende elektronische weegsystemen, en wordt gebruikt om de experimentele belasting of kracht te meten, de krachtsensor genoemd,Hoewel de vorm van de twee structuurHet productieproces is hetzelfde, maar in het gebruik, de nauwkeurigheid van de kalibratie en de vereisten of er zijn veel specifieke verschillen.

Voor de nulverschuiving van de schaalsensor wordt de prestatie van de langetermijnstabiliteit over het algemeen niet toegevoegd, maar in de langetermijnprestatie van de langetermijnstabiliteit.

Wanneer de weerstandsspanningssensor wordt gebruikt als referentielast van de materiaalproefmachine,1 / 100 van de nominale belasting van de belasting sensor wordt gewoonlijk genomen als de reikwijdte van toepassing van de materiaal testen machine.

Op dit moment kan de aanwijzingsnauwkeurigheid van de testmachine gegarandeerd 1% zijn.]]