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关于【什么是荷载传感器及其原理】,载荷传感器功能特点,今天小编给您分享一下,如果对您有所帮助别忘了关注本站哦。
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- 1、什么是称重传感器和力传感器?原理、特点是什么?我们一起来看看
- 2、什么是荷载传感器及其原理?
- 3、load cell与press transducer的区别
- 4、检测卡车吨级数量的测力传感器与检测斤级的有什么不同,关键器件是什么?
1、什么是称重传感器和力传感器?原理、特点是什么?我们一起来看看
什么是称重传感器和力传感器?原理、特点是什么?
称重传感器 - 有时称为“力”,“称重”或“重量”单元 - 是一种传感器,可将作用于其上的负载转换为可测量(模拟或数字)输出。输出与施加的力或负载成比例。下面我们将介绍如何使用称重传感器和不同类型的称重传感器进行力测量。
称重传感器工作原理
通过应变仪的物理变形实现转换,应变仪结合到称重传感器结构上。应变仪连接到惠斯通电桥电路,带有四个应变仪(全桥),两个仪表(半桥)或一个仪表(四分之一桥)。使用半桥和四分之一桥,桥使用精密监视器完成。
在桥式电路中配置额外的可键合电阻,以补偿温度对零或空载信号的影响以及灵敏度(由于施加的负载引起的输出,再加上另一个电阻,使桥在空载时无效) 。
完成的惠斯通电桥需要稳定的直流电源来激励电路。这通常是5Vdc或10Vdc,但可以是1Vdc至18Vdc的任何值。
当应力施加在粘合应变仪上时,会发生电阻变化,使惠斯通电桥不平衡。这提供了与应力值成线性比例的输出信号。该信号的值也与激励电压成比例,通常为几毫伏。
称重传感器输出选项
这些低电平毫伏信号与各种定制的应变计仪器兼容。这些仪器包括数字显示器,模拟和数字放大器。典型的模拟放大器将产生更高电平的电压(0-5Vdc,0-10Vdc)或电流(0-20mA,4-20mA),用于后续处理。
数字放大器通常使用通用ASCII协议或已开发的一系列更专业的行业特定协议(如Modbus)提供RS232,RS422或RS485输出。模拟和数字仪器的尺寸都已经缩小(小型化),足以使物品能够安装在称重传感器或力传感器的主体内。
称重传感器设计或者通过它们产生的输出信号的类型(气动,液压或电气)或通过它们检测负载或重量(弯曲,剪切,压缩,张力等)的方法来区分。
为满足研发和工业应用中的各种用途,称重传感器可采用多种形式。然而,今天的大多数设计都使用应变计作为传感元件,其中使用箔或半导体。
箔规提供最广泛的称重传感器设计选择,因此往往是最常用的。应变计图案提供拉伸,压缩和剪切力的测量。
半导体应变计具有较小的模式范围,但具有更小的优点,并提供大规格因数,从而在相同的给定应力下产生更大的输出。由于这些特性,它们倾向于用于微型称重传感器设计。证明环用于负载测量,使用校准的金属环,其运动用精密位移传感器测量。
称重传感器工作原理
应变式称重传感器将作用于它们的负载转换为电信号。测量仪本身粘合到梁上或结构构件上,当施加力时该梁或结构构件变形。在大多数情况下,使用四个应变计来获得最大灵敏度和温度补偿。两个仪表通常处于拉伸状态,两个处于压缩状态,并通过补偿调整进行接线。当施加载荷时,应变会使载荷的电阻与载荷成比例地改变。随着应变仪版本继续提高其精度,同时降低单位成本,其他称重传感器正变得越来越不受欢迎。
早期的称重传感器设计简单地使用应变仪来测量直接应力,该直接应力在受到拉伸或压缩力时被引入金属元件中。弯曲梁型设计使用应变仪来监测受到弯曲力时传感元件中的应力。最近,剪切应力的测量已被采用作为更有效的载荷确定方法,因为该方法较少依赖于力施加到载荷传感器的方向。
其他类型的称重传感器包括液压(或静液压),气动,压电和振弦式称重传感器。
2、什么是荷载传感器及其原理?
载荷传感器就是测力的力传感器,有很多种,有电阻应变式,压电式,压阻式的等等。
以电阻式为例,他是选用弹性模量均匀的材料作为受力原件,然后在上面贴应变片。因为
受力和应变成正比,读出应变就对应力了
3、load cell与press transducer的区别
区别如下:
从参数来看称重传感器和力传感器的区别计量单位:称重传感器:g,kg,t等,力传感器:N,kN,MN等。
精度等级:称重传感器:依据OIMLR60,GB/T7551,JJG669等,力传感器:依据ISO376,JJG144/391/455等。
误差表示方式:称重传感器:最大允许误差(包含线性、滞后、温度影响等),3/4点连线法,力传感器:多种参数,如线性、重复性、TC0、TCspan、方位差、回零差、进回程差、长期稳定度、示值误差、内插误差等。
测量范围:称重传感器:g~几百t,力传感器:几十mN~几十MN。
量程衰减对某一额定量程的传感器,通过提高测量仪表的放大倍数和标定,使该传感器可用来测量小载荷,并且达到足够的分辨率和测量精度。称重传感器:一般无此要求,力传感器:很多应用对起始段特性有一定要求。
工作温度:称重传感器:一般考虑正常自然环境中使用,-10~40℃,力传感器:高低温,-40~几百摄氏度。
加载时间:称重传感器:一般单次测量时间短,力传感器:加载时间长,比如疲劳试验。
加载方向:称重传感器:一般单向,受力指向地球中心,力传感器:单向、拉压双向、自由安装受力不限方向,甚至测量Fx,Fy,Fz三方向力。
安装频次:称重传感器:一次安装后整机调试,正常使用过程中不再装拆。力传感器:与传感器连接的测试对象可能经常变动,有时需要经常装拆,因此要求其特性在多次装拆时能保证具有良好的再现性。
疲劳寿命:称重传感器:一般无需考虑,力传感器:需考虑,周期加载峰峰允许值。
载荷工况:称重传感器:在每次加载时,要承受一次冲击。加载波形近似为一梯形波上叠加一个衰减振荡的波形。冲击力不会太大,过载程度也不会太严重,力传感器:工况复杂,冲击、振动,千变万化,很难预料。
寄生负载::称重传感器:秤体结构设计十分讲究,加工、装配十分精确,所以称重传感器的受力状态较为理想,一般能保证使载荷通过传感器的设计轴线。力传感器:需考虑抗寄生负载能力,轴向力、径向力、弯矩均需考虑,必要的时候要选择多分量传感器进行测量。
刚度:称重传感器:一般不考虑,力传感器:需考虑,设计测试设备时需进行相关计算。
固有频率:称重传感器:一般无此要求,不提供该参数,力传感器:需考虑,必须提供相应参数。力传感器往往用于动态测试,为保证动态测量精度,必须提供传感器固有频率的参数,或者先提出固有频率指标,再进行传感器设计。
4、检测卡车吨级数量的测力传感器与检测斤级的有什么不同,关键器件是什么?
检测卡车吨级数量的测力传感器是力传感器,检测斤级的传感器是重传感器。
从参数来看
称重传感器和力传感器的区别
计量单位
称重传感器:g, kg, t等
力传感器:N, kN, MN等
精度等级
称重传感器:依据OIML R60, GB/T 7551,JJG 669等
力传感器:依据ISO376, JJG 144/391/455等
误差表示方式
称重传感器:最大允许误差(包含线性、滞后、温度影响等),3/4点连线法
力传感器:多种参数,如线性、重复性、TC0、TCspan、方位差、回零差、进回程差、长期稳定度、示值误差、内插误差等
测量范围
称重传感器:g ~ 几百t
力传感器:几十mN ~ 几十MN
量程衰减
对某一额定量程的传感器,通过提高测量仪表的放大倍数和标定,使该传感器可用来测量小载荷,并且达到足够的分辨率和测量精度。
称重传感器:一般无此要求
力传感器:很多应用对起始段特性有一定要求
工作温度
称重传感器:一般考虑正常自然环境中使用,-10 ~ 40℃
力传感器:高低温,-40~几百摄氏度
加载时间
称重传感器:一般单次测量时间短
力传感器:加载时间长,比如疲劳试验
加载方向
称重传感器:一般单向,受力指向地球中心
力传感器:单向、拉压双向、自由安装受力不限方向,甚至测量Fx,Fy,Fz三方向力
安装频次
称重传感器:一次安装后整机调试,正常使用过程中不再装拆。
力传感器:与传感器连接的测试对象可能经常变动,有时需要经常装拆,因此要求其特性在多次装拆时能保证具有良好的再现性。
疲劳寿命
称重传感器:一般无需考虑
力传感器:需考虑,周期加载峰峰允许值
载荷工况
称重传感器:在每次加载时,要承受一次冲击。加载波形近似为一梯形波上叠加一个衰减振荡的波形。冲击力不会太大,过载程度也不会太严重
力传感器:工况复杂,冲击、振动,千变万化,很难预料
寄生负载
称重传感器:秤体结构设计十分讲究,加工、装配十分精确,所以称重传感器的受力状态较为理想,一般能保证使载荷通过传感器的设计轴线。
力传感器:需考虑抗寄生负载能力,轴向力、径向力、弯矩均需考虑,必要的时候要选择多分量传感器进行测量
刚度
称重传感器:一般不考虑
力传感器:需考虑,设计测试设备时需进行相关计算
固有频率
称重传感器:一般无此要求,不提供该参数
力传感器:需考虑,必须提供相应参数。力传感器往往用于动态测试,为保证动态测量精度,必须提供传感器固有频率的参数,或者先提出固有频率指标,再进行传感器设计
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