Sensore di forza di pesatura

Sensore di forza di pesatura

Il sensore di forza di pesatura è un dispositivo che trasforma la gravità in segnale elettrico.

I tipi comuni includono il tipo di deformazione di resistenza, il tipo di forza elettromagnetica e il tipo di capacità, tra i quali il tipo di deformazione di resistenza è ampiamente utilizzato a causa della sua struttura semplice,elevata precisione e ampia superficie di applicazione.

Principio
Il sensore di pesatura della resistenza alla deformazione si basa su un principio del genere: elastomero (elemento elastico, fascio sensibile) sotto l'azione di deformazioni elastiche da forze esterne,pasta sulla superficie del deformazionometro di resistenza (elemento di conversione) anche con deformazione, la deformazione del deformazionometro di resistenza, la sua resistenza cambierà (aumenterà o diminuirà),il circuito di misurazione corrispondente alla variazione della resistenza in segnale elettrico (tensione o corrente), per completare il processo di conversione della forza esterna in segnale elettrico.

Si può vedere che il deformazionometro di resistenza, l'elastomero e il circuito di rilevamento sono diverse parti indispensabili del sensore di pesatura della resistenza.

I seguenti tre aspetti sono brevemente discussi.

In primo luogo, la resistenza di deformazione di misura resistenza di misura è un filo di resistenza distribuito sulla macchina sul substrato di un materiale organico, cioè diventare una deformazione di misura.

Un suo parametro importante è il coefficiente di sensibilità, k.

Parliamo del suo significato.

C'è un filo di resistenza metallica, la cui lunghezza è l, la cui sezione trasversale è circolare di raggio r, la cui area è contrassegnata come s e la cui resistività è registrata come ρ.Il coefficiente di Poisson di questo materiale è μ.

Quando il filo di resistenza non è influenzato da una forza esterna, il suo valore di resistenza è r: r = ρ l / s (Ω) (2-1) Quando le sue estremità sono influenzate da una forza f, si allungherà, cioè si deformerà.

Lasciate che il suo allungamento Δ l, la sua area di sezione trasversale si restringe, cioè, il raggio del suo cerchio di sezione diminuisce Δ r.

Inoltre, si può dimostrare che la resistività del filo di resistenza metallica cambierà dopo la deformazione, registrata come Δρ.

Formula (2- -1), cioè quanto cambia il valore della resistenza dopo che il filo di resistenza cambia.

Abbiamo: Δ r = Δρ l / s + Δ l ρ / s Δ s ρ l / s2 (2-2) con formula (2- -1) formula di rimozione (2- -2) per ottenere Δ r / r = Δρ / ρ + Δ l / l Δ s / s (2-3) in aggiunta,Sappiamo che l'area della sezione trasversale del filo, s = π r2, Quindi Δ s = 2 π r * Δ r, Quindi Δ s / s = 2 Δ r / r (2-4) dalla meccanica dei materiali sappiamo Δ r / r = - μ Δ l / l (2-5), Quando il segno meno indica l'allungamento,La direzione del raggio è ridotta.

μ è il coefficiente di Poisson dell'effetto laterale del materiale.

Formula (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).

Occorre notare che il valore del coefficiente di sensibilità k è una costante determinata dalle proprietà del materiale del filo di resistenza metallica,non ha niente a che fare con la forma e le dimensioni del deformazionometro, il valore k dei diversi materiali è generalmente compreso tra 1,7 e 3.6; il valore k è una quantità, cioè non ha dimensione.

In meccanica dei materiali, Δ l / l è chiamato come una deformazione, registrata come ε, con esso per indicare che l'elasticità è spesso troppo grande, molto scomodo per prendere spesso il suo milione come unità,registrato come με.

In questo modo, la formula (2- -6) spesso scrive: Δ r / r = k ε (2- -8), due, elastomero elastomero è una parte strutturale con una forma speciale.

Ha due funzioni: in primo luogo, sopporta la forza esterna del sensore di pesatura e produce una forza di reazione sulla forza esterna per ottenere un equilibrio statico relativo; in secondo luogo,produce un campo di deformazione di alta qualità (area), in modo che il tensiometro di resistenza incollato in questa zona sia ideale per completare il compito di conversione del segnale elettrico di data di tensione.

Prendiamo l'elastomero del sensore di pesatura della serie sb come esempio per introdurre la distribuzione delle sollecitazioni.

Un cantilever cuboide con buchi.

Il centro inferiore del foro è sottoposto a puro sforzo di taglio, ma le parti superiori e inferiori avranno sforzo di trazione e compressione.

La direzione principale della sollecitazione è il dio della trazione e la prima è la compressione.mentre la metà inferiore del deformazionometro viene compressa e il valore di resistenza è ridotto.

L'espressione di deformazione per il punto centrale al fondo del foro è elencata di seguito e non è più derivata.

ε = (3q (1 + μ) / 2 eb) * (b (h2-h2) + bh 2) / (b (h3-h3) + bh 3) (2-9) dove: forza di taglio sulla sezione q; e- -modulo di Young: μ - -coefficiente di Poisson; b, b, h,h- è la dimensione geometrica del fascio.

Va notato che gli stati di stress sopra analizzati sono tutti casi "locali", mentre lo strain gauge percepisce effettivamente lo stato "media".

Terzo, la funzione del circuito di rilevamento è quella di cambiare la resistenza del deformazionometro in tensione di uscita.

Perché il ponte ha molti vantaggi, come può inibire l'influenza dei cambiamenti di temperatura, può inibire l'interferenza laterale forza,può facilmente risolvere il problema di compensazione del sensore di pesatura, quindi il ponte è stato ampiamente utilizzato nel sensore di pesatura.

Poiché il ponte completo uguale braccio ponte ha la più alta sensibilità, i parametri di ogni braccio sono coerenti, e l'influenza di varie interferenze è facile da compensare l'un l'altro,quindi il sensore di pesatura adotta il ponte pieno pari braccio ponte.

Ambiente di servizio
La cella di pesatura è in realtà un dispositivo di uscita del segnale elettrico che trasforma il segnale di massa in una misurazione.

In primo luogo, per considerare l'ambiente di lavoro effettivo del sensore, che è fondamentale per la corretta selezione del sensore, esso è correlato al normale funzionamento del sensore,la sua sicurezza e durata di vita, e anche l'affidabilità e la sicurezza dell'intero dispositivo di pesatura.

In generale, l'ambiente ad alta temperatura provoca la fusione del materiale di rivestimento, delle giunture di saldatura e modifiche strutturali della tensione dell'elastomero; polvere e umidità influenzano il sensore;l'elastomero del sensore è danneggiato o ha un cortocircuitoIl campo elettromagnetico interferisce con l'uscita del sensore.

Sotto i corrispondenti fattori ambientali, dobbiamo scegliere il sensore di pesatura della forza corrispondente per soddisfare i requisiti di pesatura necessari.

Confronta
Il sensore di pesatura del carico di resistenza alla deformazione è spesso chiamato sensore di pesatura per varie pesature elettroniche e utilizzato per misurare il carico o la forza sperimentale è chiamato sensore di forza,sebbene la forma delle due strutture, il processo di produzione è lo stesso, ma nell'uso, la precisione di taratura e i requisiti o ci sono molte differenze specifiche.

Per la deriva zero del sensore di scala, le prestazioni di stabilità a lungo termine non sono generalmente aggiunte, ma nelle prestazioni a lungo termine della stabilità a lungo termine.

Quando il sensore di resistenza alla deformazione è utilizzato come carico di riferimento della macchina di prova dei materiali,1 / 100 del carico nominale del sensore di carico è di solito preso come campo di applicazione della macchina di prova del materiale.

In questo momento l'accuratezza di indicazione della macchina di prova può essere garantita all'1%.]]