稱重傳感器是工程使用中*多的傳感器之一,開展前史也*早。它是將分量信號(hào)或壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電量信號(hào)的一種設(shè)備。稱重傳感器外形結(jié)構(gòu)多樣,有柱形、S形、長方形、單孔、雙孔等等,但原理基本上都差不多,都是采用金屬電阻應(yīng)變片構(gòu)成丈量橋路,當(dāng)有分量壓在上面的時(shí)分,電阻絲發(fā)生形變,導(dǎo)致電阻添加,它們之間是簡直線性改變聯(lián)系,由此能夠推斷出分量的巨細(xì)。下面說下惠斯登電橋中把應(yīng)變片電阻改變轉(zhuǎn)換成電壓改變的進(jìn)程。 設(shè):電橋的輸入鼓勵(lì)電壓為Ei, 則電橋的輸出電壓△E0為: △E0=Ei×[(R1R3-R2R4)/(R1+R2)(R3+R4)] 設(shè)電橋中四個(gè)電阻初始值持平,即 R1=R2=R3=R4, 則△E0=0。 當(dāng)受到外力效果后,設(shè)電阻值R1應(yīng)變后的電阻改變?yōu)镽+△R,則電橋的輸出電壓△E0為: △E0=Ei[△R/(4R+2△R)]≌(△R/4R)Ei (R>>△R) 由于△R=R×K0×ε,所以 △E0=(Ei×K0×ε)/4 例如,設(shè)K0=2,ε=1000×0.000001,Ei=1V 則:△E0=(1×2×1000×0.000001)/4=0.5mV 式中 K0=系數(shù)(通常為2) ε=應(yīng)變系數(shù)(通常為500×0.000001~2000×0.000001;相當(dāng)于10~40Kgf/mm2。) 為了添加電橋的視在輸出,大多都將電橋設(shè)計(jì)成4枚應(yīng)變片都受力效果的方式(4個(gè)作業(yè)片)。 此時(shí)△E0=0.5mV×4=2mV 稱重傳感器在制作進(jìn)程中,為了改進(jìn)它的功能指標(biāo),特別是溫度對(duì)傳感器輸出的影響,需要對(duì)應(yīng)變電路進(jìn)行附加的零點(diǎn)和靈敏度溫度抵償。此外,還需要添加各種抵償電阻。 零點(diǎn)抵償也即是減小電橋零點(diǎn)受溫度改變的巨細(xì),所以,除了應(yīng)變片自身的溫度自抵償外,還需加入了電阻溫度系數(shù)和電橋中應(yīng)變片的溫度系數(shù)不一樣的電阻元件,來加強(qiáng)抵償效果,讓傳感器的零點(diǎn)漂移變小。 靈敏度抵償是為了減小輸出電壓受溫度改變的巨細(xì),也即是抵償彈性體的彈性系數(shù)和應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)受溫度改變的巨細(xì)。所以,在電橋中串聯(lián)兩個(gè)和電橋溫度抵償效果相同的電阻。電路中的其它電阻用于維持電橋的初始平衡,將傳感器額外輸出和輸入電阻等參數(shù)調(diào)整到規(guī)則的數(shù)值。 如今,國內(nèi)稱重傳感器現(xiàn)已趨向老練,盡管方式多樣,但萬變不離其宗,原理都差不多,電路抵償是傳感器有必要具有的一部分,它對(duì)改進(jìn)傳感器的功能有很大幫助,這也是許多廠家進(jìn)步產(chǎn)品功能的淺顯做法。 |