稱重傳感器是工程使用中*多的傳感器之一,開展前史也*早。它是將分量信號或壓力信號轉換成電量信號的一種設備。稱重傳感器外形結構多樣,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變片構成丈量橋路,當有分量壓在上面的時分,電阻絲發生形變,導致電阻添加,它們之間是簡直線性改變聯系,由此能夠推斷出分量的巨細。下面說下惠斯登電橋中把應變片電阻改變轉換成電壓改變的進程。 設:電橋的輸入鼓勵電壓為Ei, 則電橋的輸出電壓△E0為: △E0=Ei×[(R1R3-R2R4)/(R1+R2)(R3+R4)] 設電橋中四個電阻初始值持平,即 R1=R2=R3=R4, 則△E0=0。 當受到外力效果后,設電阻值R1應變后的電阻改變為R+△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K0=2,ε=1000×0.000001,Ei=1V 則:△E0=(1×2×1000×0.000001)/4=0.5mV 式中 K0=系數(通常為2) ε=應變系數(通常為500×0.000001~2000×0.000001;相當于10~40Kgf/mm2。) 為了添加電橋的視在輸出,大多都將電橋設計成4枚應變片都受力效果的方式(4個作業片)。 此時△E0=0.5mV×4=2mV 稱重傳感器在制作進程中,為了改進它的功能指標,特別是溫度對傳感器輸出的影響,需要對應變電路進行附加的零點和靈敏度溫度抵償。此外,還需要添加各種抵償電阻。 零點抵償也即是減小電橋零點受溫度改變的巨細,所以,除了應變片自身的溫度自抵償外,還需加入了電阻溫度系數和電橋中應變片的溫度系數不一樣的電阻元件,來加強抵償效果,讓傳感器的零點漂移變小。 靈敏度抵償是為了減小輸出電壓受溫度改變的巨細,也即是抵償彈性體的彈性系數和應變片的靈敏度系數受溫度改變的巨細。所以,在電橋中串聯兩個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調整到規則的數值。 如今,國內稱重傳感器現已趨向老練,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,它對改進傳感器的功能有很大幫助,這也是許多廠家進步產品功能的淺顯做法。 |