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简要介绍防爆称重传感器的工作原理和组成

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    重量传感器原理:重量传感器是一种将重力转换为电信号的装置,是电子衡器的关键部件。能实现力向电转换的传感器有很多种,常见的有电阻应变型、电磁力型和电容型。电磁力式主要用在电子天平上,电容式则用在部分电子吊车秤上,而绝大多数称重产品采用的还是电阻应变式防爆称重传感器。电阻应变式防爆称重传感器结构简单,精度高,应用范围广,可在相对恶劣的环境中使用。因此电阻应变式防爆称重传感器在衡器中得到了广泛的应用。工业应用中比较常见的称重装置类型也是电阻应变式防爆称重传感器。应变计重量传感器由一个固定应变计的固体金属体(或“弹簧元件”)组成。当施加负载时,防爆称重传感器的本体会发生轻微变形和偏转。挠度是指在施加载荷时,载荷单元沿主轴长度的变化。在张力压力防爆称重传感器中,偏转使仪表变短变厚。在张力防爆称重传感器中,仪表被拉伸、加长和变薄。应变计也会随着身体形状的变化而改变形状。这反过来又引起应变片电阻的变化,然后可以用电压变化来测量。由于输出的变化与施加的重量成正比,物体的重量可以从电压的变化中确定。

    电阻应变片、弹性体、检测电路和传输电缆是电阻应变式防爆称重传感器不可或缺的组成部分。

    1.测试电路

    检测电路的作用是将电阻应变计的电阻变化转化为电压输出。由于惠斯顿电桥具有许多优点,如可以抑制温度变化的影响,可以抑制侧向力的干扰,可以更方便地解决防爆称重传感器的补偿问题,因此惠斯顿电桥在防爆称重传感器中得到了广泛的应用。

    由于全桥等臂电桥灵敏度很高,各臂参数一致,各种扰动的影响容易相互抵消,故防爆称重传感器采用全桥等臂电桥。

    2.弹性体

    弹性体是一种具有特殊形状的结构部件。它有两个功能。首先,它承受防爆称重传感器的外力,并对外力产生反作用力,以达到相对静态平衡。其次,应产生高质量的应变场(区),使粘贴在该区的电阻应变片能更理想地完成应变信号的转换任务。

    3.电阻应变仪

    电阻应变计是将电阻丝机械地分布在有机材料制成的衬底上,即成为应变计。他的一个重要参数是灵敏度系数k。当它的末端受到F力的作用时,它们拉长,也就是变形。如果它被拉长,它的截面积就会减小,即它的截面圆的半径就会减小。电阻应变片的电阻变化率(相对电阻变化量)与电阻丝伸长(相对长度变化量)的正比关系。需要注意的是,灵敏度系数K的值是由制作金属电阻丝所用材料的性质决定的常数,与应变计的形状和尺寸无关。不同材料的K值一般在1.7~3.6之间。次K值是一个无量纲的量,也就是说,它没有量纲。在材料力学中,δL/L称为应变,记为ε。它往往太大,不方便表达弹性。它常被当作一个单位,记为με。


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