Sensor de força de pesagem

Sensor de força de pesagem

O sensor de força de pesagem é um dispositivo que transforma a gravidade em sinal elétrico.

Os tipos comuns incluem o tipo de deformação de resistência, o tipo de força eletromagnética e o tipo de capacitância, entre os quais o tipo de deformação de resistência é amplamente utilizado devido à sua estrutura simples,alta precisão e ampla superfície de aplicação.

Princípio
O sensor de pesagem de tensão de resistência baseia-se num princípio: elastómeros (elemento elástico, feixe sensível) sob a ação de deformação elástica por força externa,pasta na superfície do estressímetro de resistência (elemento de conversão) também com deformação, a deformação do estensímetro de resistência, a sua resistência irá mudar (aumentar ou diminuir),em seguida, o circuito de medição correspondente à mudança de resistência em sinal elétrico (voltagem ou corrente), para completar o processo de conversão de força externa em sinal elétrico.

Pode-se ver que o tensômetro de resistência, o elastômero e o circuito de detecção são várias partes indispensáveis do sensor de pesagem de resistência.

Trata-se brevemente dos seguintes três aspectos.

Um, medidor de tensão de resistência medidor de tensão de resistência é uma máquina de fio de resistência distribuído no substrato feito de um material orgânico, ou seja, tornar-se um medidor de tensão.

Um parâmetro importante é o coeficiente de sensibilidade, k.

Vamos falar sobre o seu significado.

Há um fio de resistência metálico, cujo comprimento é l, a sua seção transversal é circular de raio r, a sua área é marcada como s e a sua resistividade é registrada como ρ.O coeficiente de Poisson deste material é μ.

Quando o fio de resistência não é afetado por força externa, seu valor de resistência é r: r = ρ l / s (Ω) (2-1) Quando suas extremidades são afetadas por f força, ele vai alongar, ou seja, deformação.

Deixe seu alongamento Δ l, sua área de seção transversal encolhe, ou seja, o raio de seu círculo de seção diminui Δ r.

Além disso, pode-se provar que a resistividade do fio de resistência metálico irá mudar após a deformação, registrada como Δρ.

Fórmula (2- -1), ou seja, quanto o valor da resistência é alterado após as mudanças do fio de resistência.

Temos: Δ r = Δρ l / s + Δ l ρ / s Δ s ρ l / s2 (2-2) com fórmula (2- -1) fórmula de remoção (2- -2) para obter Δ r / r = Δρ / ρ + Δ l / l Δ s / s (2-3) além,Sabemos que a área da secção transversal do fio, s = π r2, Então Δ s = 2 π r * Δ r, Então Δ s / s = 2 Δ r / r (2-4) da mecânica dos materiais sabemos que Δ r / r = - μ Δ l / l (2-5), Quando o sinal menos indica o alongamento,A direcção do raio é reduzida.

μ é o coeficiente de Poisson do efeito lateral do material.

Fórmula (2-4) (2-5) em (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).

Deve notar-se que o valor do coeficiente de sensibilidade k é uma constante determinada pelas propriedades do material de fio de resistência metálica,Não tem nada a ver com a forma e o tamanho do tensímetro., o valor k dos diferentes materiais é geralmente entre 1,7 e 3.6; o valor k é uma quantidade, ou seja, não tem dimensão.

Na mecânica dos materiais, Δ l / l é chamado de deformação, registrada como ε, com ele para indicar que a elasticidade é muitas vezes grande demais, muito inconveniente para muitas vezes tomar seu um milhão como uma unidade,registado como με.

Desta forma, a fórmula (2- -6) escreve muitas vezes: Δ r / r = k ε (2- -8), dois, elastômeros elastômeros é uma parte estrutural com uma forma especial.

Tem duas funções: em primeiro lugar, suporta a força externa do sensor de pesagem e produz uma força de reação sobre a força externa para alcançar o equilíbrio estático relativo;produz um campo de deformação de alta qualidade (área), de modo que o estressímetro de resistência colado nesta área é ideal para completar a tarefa de conversão de sinal elétrico de data de deformação.

Tomemos como exemplo o elastómero do sensor de pesagem da série sb para introduzir a distribuição das tensões.

Um cantilever cuboide com um buraco.

O centro inferior do buraco é submetido a pura tensão de cisalhamento, mas as partes superior e inferior terão tensão de tração e compressão.

A direção principal da tensão é o deus da tração e o primeiro é a compressão.enquanto a metade inferior do estensímetro será comprimida e o valor de resistência é reduzido.

A expressão de deformação para o ponto central no fundo do buraco é listada abaixo e não é mais derivada.

ε = (3q (1 + μ) / 2 eb) * (b (h2-h2) + bh 2) / (b (h3-h3) + bh 3) (2-9) onde: força de cisalhamento na secção q; e - módulo de Young: μ - - coeficiente de Poisson; b, b, h,h - é o tamanho geométrico da viga.

Deve notar-se que os estados de estresse analisados acima são todos casos "locais", enquanto o estensímetro realmente sente o estado "médio".

Terceiro, a função do circuito de detecção é mudar a resistência do tensímetro em tensão de saída.

Porque a ponte tem muitas vantagens, tais como pode inibir a influência de mudanças de temperatura, pode inibir a interferência de força lateral,pode facilmente resolver o problema de compensação do sensor de pesagem, então a ponte tem sido amplamente utilizada no sensor de pesagem.

Porque a ponte completa igual braço ponte tem a maior sensibilidade, os parâmetros de cada braço são consistentes, ea influência de várias interferências é fácil de compensar uns aos outros,Então o sensor de pesagem adota a ponte completa igual ponte braço.

Ambiente de serviço
A célula de carga de pesagem é na verdade um dispositivo de saída de sinal elétrico que converte o sinal de massa em uma medição.

Em primeiro lugar, o ambiente de trabalho real do sensor, que é crucial para a correta seleção do sensor, está relacionado com o funcionamento normal do sensor.segurança e vida útil, e mesmo a fiabilidade e segurança de todo o dispositivo de pesagem.

Em geral, o ambiente de alta temperatura provoca o derretimento do material de revestimento, das juntas de solda e alterações estruturais na tensão do elastômer; a poeira e a umidade afetam o sensor;O elastómero do sensor está danificado ou em curto-circuitoO campo eletromagnético interfere na saída do sensor.

Sob os fatores ambientais correspondentes, devemos escolher o sensor de pesagem de força correspondente para atender aos requisitos de pesagem necessários.

Comparação
O sensor de pesagem de carga de tensão de resistência é muitas vezes chamado de sensor de pesagem para vários pesos eletrônicos, e usado para medir a carga ou força experimental é chamado de sensor de força,Embora a forma das duas estruturas, processo de produção é o mesmo, mas no uso, calibração de precisão e requisitos ou há um monte de diferenças específicas.

Para a deriva zero do sensor de escala, o desempenho da estabilidade a longo prazo geralmente não é adicionado, mas no desempenho a longo prazo da estabilidade a longo prazo.

Quando o sensor de tensão de resistência for utilizado como carga de referência da máquina de ensaio de materiais,1 / 100 da carga nominal do sensor de carga é geralmente tomada como âmbito de aplicação da máquina de teste de material.

Neste momento, a precisão de indicação da máquina de ensaio pode ser garantida em 1%.]]