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電子稱重傳感器

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產品詳情

電子稱重傳感器產品介（jiè）紹

一、基本簡介
舊（jiù）國標將（jiāng）應（yīng）用對象和使用環境條件完全不同的“稱重”和“測力”兩種傳感器合二為一來（lái）考慮，對試驗和評價方法未給予區（qū）分。舊國標共有21項（xiàng）指標，均在常溫下進行試驗；並用非線性、滯後誤差（chà）、重複性誤差、蠕變、零點溫度附加（jiā）誤差以及額定輸出溫度附加誤差6項指標中的最大誤差，來確定（dìng）電子稱（chēng）重傳感器準確度等級（jí），分別用（yòng）0.02、0.03、0.05表示。
衡器上使用的（de）一種力傳感器。它能將作用在被（bèi）測物體上的重力按一定比例轉換成可計量的輸出信號。

考慮到不同使用地點（diǎn）的重力加速度和（hé）空氣浮力對轉換的影響，電子稱重傳感器的性能指標主要有線性誤差、滯後誤差、重複性誤差、蠕變、零點溫度特性和（hé）靈（líng）敏度溫度特性（xìng）等（děng）。在各種（zhǒng）衡器和質量計（jì）量係統中，通常用（yòng）綜（zōng）合誤差（chà）帶來綜合控（kòng）製傳感器準（zhǔn）確（què）度，並將綜合誤差帶與衡器誤差帶聯係起來，以便選用對應於某一準確度衡器的電子稱重傳感器。國際法製計量組織(OIML)規（guī）定，傳感器的（de）誤差帶δ占衡（héng）器誤差帶Δ的70%，電子稱重傳感器的線性誤差、滯（zhì）後誤差以及在規定（dìng）溫度範圍內由於（yú）溫度對靈敏度的影響所引起的誤差等的總和不能超過誤差帶δ。這就允許製造（zào）廠對構成計量總誤差的各個分量進行調整，從而獲得期望的準確度

二、組（zǔ）成結構
敏感（gǎn）元件
直接感受被測量(質量)並輸出與被測（cè）量有確定（dìng）關係的其他量的元件。如電（diàn）阻（zǔ）應變式電子稱重傳（chuán）感器（qì）的彈性體（tǐ），是將被測物體的質量轉變為形變;電容式（shì）電子稱重傳感器的彈性體將被測的質量轉（zhuǎn）變為位移。
變換元件
又稱傳感元件，是將敏感元件的輸出轉變為便於（yú）測量的信號。如電阻應變式電子稱重傳感器的電阻應變計(或稱電阻應變片)，將彈性體的形變轉換為電阻量的變化;電容式電子稱重傳感器的電容器，將彈性體（tǐ）的位（wèi）移轉變為電容量的變化。有時某些元件兼有敏感元件和變換元件兩者的職能。如電壓式電子稱重傳感器的壓電材料，在（zài）外載荷的作用下，在發生變形的同時輸出電量。
測量（liàng）元件
將變換元件的輸出變換為電信（xìn）號（hào），為進（jìn）一步傳輸、處理、顯示、記錄或控製提（tí）供方便。如電阻應變式（shì）電（diàn）子稱重傳感器中的電橋電路，壓電式電（diàn）子稱重傳感器的（de）電荷前置放大（dà）器。
輔（fǔ）助電源
為（wéi）傳感器的（de）電信號輸出提供（gòng）能量。一般電子稱重傳感器均（jun1）需外（wài）鏈電源才能工作。因此，作為一個產品（pǐn）必須（xū）標明供電的要求，但（dàn）不（bú）作為電子稱重傳感器的組（zǔ）成部分。有些傳感器，如磁電式速度傳感器（qì），由於他輸出的能量較大，故不（bú）需要輔助電源也能正常工作。所以並非所有傳感器都要有輔（fǔ）助電源。

三、原理介紹
電阻應變式電子（zǐ）稱重傳（chuán）感器 [3] 是基於這樣一個原理：彈性（xìng）體（彈性元件（jiàn），敏感梁）在外力作用下產生彈性變形，使粘貼在它（tā）表麵的（de）電阻應變片（piàn）（轉換元件）也（yě）隨（suí）同產生（shēng）變形，電阻應變（biàn）片變（biàn）形後，它的阻值將發生變化（增大或減小），再經相應的測量電路把這一電阻變化轉換為電信號（電壓或（huò）電流），從而完成了將（jiāng）外力變換為電信號的過程。
由此可見，電阻應變片、彈性體和檢測電路是電阻應變（biàn）式電子稱重傳感器中不可缺少的幾個（gè）主要部分。下（xià）麵就這三方麵簡要論述。
一、電阻應變片
電阻應變片是把一根電阻絲機械的分布在一塊有機（jī）材料製（zhì）成的基底上，即成為（wéi）一片應變片。他的一個重要參數是靈敏係數K。我們來介（jiè）紹一下它的意義。
設有一個金屬電阻絲，其長度為L，橫截麵是半徑為r的圓形，其麵積記（jì）作（zuò）S，其電阻率記作ρ，這種（zhǒng）材料的泊鬆係數是μ。當這根電阻絲未受外力作用時，它的電阻值為R：
R = ρL/S（Ω）（2—1）
當他的兩端受F力作用（yòng）時，將會伸長，也就是說產生變形。設其伸長ΔL，其（qí）橫（héng）截麵積則縮小，即它的截麵圓半徑減少Δr。此外，還可用實驗證明，此（cǐ）金屬電阻絲在變形後，電阻率也會有所改變，記作Δρ。
對式（2--1）求全微分，即求出電阻絲伸長後，他的電阻值改變了多少。我們有：
ΔR = ΔρL/S + ΔLρ/S –ΔSρL/S2 （2—2）
用式（2--1）去除式（2--2）得到
ΔR/R = Δρ/ρ + ΔL/L – ΔS/S （2—3）
另外，我們知道導線的橫截麵積S = πr2，則 Δs = 2πr*Δr，所以
ΔS/S = 2Δr/r （2—4）
從材料力學我們知道
Δr/r = -μΔL/L （2—5）
其中，負號表示伸長時，半徑方向是縮小的。μ是表示材料橫（héng）向效應泊鬆係數。把（bǎ）式（2—4）（2—5）代入（2--3），有
ΔR/R = Δρ/ρ + ΔL/L + 2μΔL/L
=（1 + 2μ（Δρ/ρ）/（ΔL/L））*ΔL/L
= K *ΔL/L （2--6）
其中
K = 1 + 2μ +（Δρ/ρ）/（ΔL/L）（2--7）
式（2--6））說明了電阻應變片的電阻變化率（電阻相對變化）和電阻絲伸長率（長度相對變化）之間的關係。
需要說明的是（shì）：靈敏度係數K值的大（dà）小是由製作金屬電阻絲材料的性質決定的一個（gè）常數，它和應變片的形狀、尺寸大小無關，不同的材料的（de）K值一般在1.7—3.6之間；其次K值是一個無因次量，即它沒有量綱。
在材料力學中ΔL/L稱（chēng）作為應變，記作ε，用它來表示彈性往往顯得（dé）太（tài）大，很不（bú）方便
常常把它的百萬分之（zhī）一作（zuò）為單（dān）位，記作με。這樣，式（2--6）常寫作：
ΔR/R = Kε (2—8)

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