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產(chǎn)品分類 HYDAC傳感器原理和使用知識資料分為哪些
HYDAC傳感器按轉(zhuǎn)換原理分為電磁力式、光電式、液壓式、電容式、磁變形式、振動式、陀螺儀式、電陰應(yīng)變式等8類傳感器,以電阻應(yīng)變式使用廣。在稱重傳感器主要技術(shù)指標的基本概念和評價方法上,新舊國標有質(zhì)的差異。本文介紹稱重傳感器的工作原理和使用注意事項等知識。
HYDAC傳感器是基于這樣一個原理: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)的測量電路把這一電阻變化轉(zhuǎn)換為電信號(電壓或電流),從而完成了將外力變換為電信號的過程。
由此可見,電阻應(yīng)變片、彈性體和檢測電路是電阻應(yīng)變式稱重傳感器中*的幾個主要部分。下面就這三方面簡要論述稱重傳感器工作原理。
一、HYDAC傳感器電阻應(yīng)變片
HYDAC傳感器是把一根電阻絲機械的分布在一塊有機材料制成的基底上,即成為一片應(yīng)變片。他的一個重要參數(shù)是靈敏系數(shù)K。我們來介紹一下它的意義。
設(shè)有一個金屬電阻絲,其長度為L,橫截面是半徑為r的圓形,其面積記作S,其電阻率記作ρ,這種材料的泊松系數(shù)是μ。當這根電阻絲未受外力作用時,它的電阻值為R:
式(2--6))說明了電阻應(yīng)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(guān)系。
需要說明的是:靈敏度系數(shù)K值的大小是由制作金屬電阻絲材料的性質(zhì)決定的一個常數(shù),它和應(yīng)變片的形狀、尺寸大小無關(guān),不同的材料的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稱作為應(yīng)變,記作ε,用它來表示彈性往往顯得太大,很不方便
常常把它的百萬分之一作為單位,記作με。這樣,式(2--6)常寫作: ΔR/R = Kε (2—
二、稱重傳感器彈性體的原理
彈性體是一個有特殊形狀的結(jié)構(gòu)件。它的功能有兩個,是它承受稱重傳感器所受的外力,對外力產(chǎn)生反作用力,達到相對靜平衡;其次,它要產(chǎn)生一個高的應(yīng)變場(區(qū)),使粘貼在此區(qū)的電阻應(yīng)變片比較的完成應(yīng)變棗電信號的轉(zhuǎn)換任務(wù)。
以托利多公司的SB系列稱重傳感器的彈性體為例,來介紹一下其中的應(yīng)力分布。
設(shè)有一帶有肓孔的長方體懸臂梁。
肓孔底部是承受純剪應(yīng)力,但其上、下部分將會出現(xiàn)拉伸和壓縮應(yīng)力。主應(yīng)力方向一為拉神,一為壓縮,若把應(yīng)變片貼在這里,則應(yīng)變片上半部將受拉伸而阻值增加,而應(yīng)變片的下半部將受壓縮,阻值減少。下面列出肓孔底部點的應(yīng)變表達式,而不再推導。
ε = (3Q(1+μ
其中:Q--截面上的剪力;E--揚氏模量:μ—泊松系數(shù);B、b、H、h—為梁的幾何尺寸。
需要說明的是,上面分析的應(yīng)力狀態(tài)均是“局部”情況,而應(yīng)變片實際感受的是“平均”狀態(tài)。
三、HYDAC傳感器的功能是把電阻應(yīng)變片的電阻變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷狠敵?。因為惠斯登電橋具有很多,如可以抑制溫度變化的影響,可以抑制?cè)向力干擾,可以比較方便的解決稱重傳感器的補償問題等,所以惠斯登電橋在稱重傳感器中得到了廣泛的應(yīng)用。
因為全橋式等臂電橋的靈敏度各臂參數(shù)一致,各種干擾的影響容易相互抵銷,所以稱重傳感器均采用全橋式等臂電橋。
其實稱重傳感器原理上就是壓力傳感器,形狀不一樣而已,通常有很多種方法傳感的,但我見到,用得比較多,比如地磅用的那些,一般為電渦流式。
也就是說,他有一個電渦流觸發(fā)繞組,然后還有一個傳感器感應(yīng)電渦流強度。
由于這個傳感器整體是金屬封裝,電渦流在其內(nèi)部,受到壓后形變,渦流就發(fā)生變化,放大后就可以讀到數(shù)據(jù)了。
然后,封裝這個東西的材料,通常選用剛性材料, 總之,就是一般的金屬,比如鋼,但肯定不會用很軟的東西的。少電渦流方式傳感的壓力傳感器,是不會用軟金屬制造的。
HYDAC傳感器因為即使是鋼,就算受到壓力形變那么幾微米,那么電渦流的變化也足夠感應(yīng)出到底變化了多少而且如果是軟金屬,稱很重東西的時候,可能很容易出問題。