Czujnik siły ważenia

Czujnik siły ważenia

Czujnik siły ważenia jest urządzeniem, które przekształca grawitację w sygnał elektryczny.

Do typowych typów należą typ naprężenia oporu, typ siły elektromagnetycznej i typ pojemności, wśród których szeroko stosowany jest typ naprężenia oporu ze względu na jego prostą strukturę,wysoka dokładność i szeroka powierzchnia zastosowania.

Zasada
czujnik ważenia naprężenia oparty jest na takiej zasadzie: elastomer (element elastyczny, wiązka wrażliwa) pod działaniem siły zewnętrznej, deformacja elastyczna,pasta na powierzchni miernika naprężenia oporu (element konwersyjny) również z deformacją, deformacja miernika odporności, jego odporność ulegnie zmianie (wzrost lub spadek),następnie odpowiedni obwód pomiarowy do zmiany oporu w sygnał elektryczny ( napięcie lub prąd), aby zakończyć proces konwersji siły zewnętrznej na sygnał elektryczny.

Można zauważyć, że miernik naprężenia oporu, elastomer i układ wykrywania są kilkoma niezbędnymi elementami czujnika ważenia naprężenia oporu.

Krótko omówione zostaną następujące trzy aspekty.

Po pierwsze, miernik naprężenia oporu miernik naprężenia oporu jest maszyną z drutem oporu rozmieszczonym na podłożu wykonanym z materiału organicznego, czyli staje się miernikiem naprężenia.

Ważnym jego parametrem jest współczynnik wrażliwości, k.

Porozmawiajmy o jego znaczeniu.

Istnieje drut metalowy, którego długość wynosi l, jego przekrój jest okrągły o promieniu r, jego powierzchnia jest oznaczona jako s, a jego rezystywność jest rejestrowana jako ρ.Współczynnik Poissona tego materiału wynosi μ.

Gdy drut oporowy nie jest pod wpływem siły zewnętrznej, jego wartość oporu wynosi r: r = ρ l / s (Ω) (2-1).

Jeśli jego wydłużenie Δ l, jego powierzchnia przekroju poprzecznego zmniejsza się, czyli promień jego okręgu przekroju zmniejsza się Δ r.

Ponadto można udowodnić, że rezystywność drutu oporu metalowego ulegnie zmianie po deformacji, zapisywana jako Δρ.

Formuła (2- -1), tj. ile zmienia się wartość oporu po zmianie drutu oporu.

Mamy: Δ r = Δρ l / s + Δ l ρ / s Δ s ρ l / s2 (2-2) z formułą (2- -1) formuła usunięcia (2- -2) aby uzyskać Δ r / r = Δρ / ρ + Δ l / l Δ s / s (2-3) w dodatku,Wiemy, że powierzchnia przekroju poprzecznego drutu, s = π r2, wtedy Δ s = 2 π r * Δ r, więc Δ s / s = 2 Δ r / r (2-4) z mechaniki materiałów wiemy, że Δ r / r = - μ Δ l / l (2-5), Kiedy znak minus wskazuje wydłużenie,Kierunek promienia jest zmniejszony.

μ jest współczynnikiem Poissona efektu bocznego materiału.

Formuła (2-4) (2-5) do (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).

Należy zauważyć, że wielkość współczynnika wrażliwości k jest stałą określaną przez właściwości materiału drutu metalowo-oporowego,To nie ma nic wspólnego z kształtem i wielkością miernika naprężenia., wartość k różnych materiałów wynosi zazwyczaj od 1,7 do 3.6; wartość k jest wielkością, tj. nie ma wymiaru.

W mechanice materiałów Δ l / l jest określany jako naprężenie, zapisywane jako ε, aby wskazać, że elastyczność jest często zbyt duża, bardzo niewygodne, aby często wziąć jego milion jako jednostkę,zapisane jako με.

W ten sposób formuła (2- -6) często pisze: Δ r / r = k ε (2- -8), dwa, elastomer elastomer jest częścią strukturalną o specjalnym kształcie.

Ma on dwie funkcje: po pierwsze, przenosi siłę zewnętrzną czujnika ważenia i wytwarza siłę reakcyjną na siłę zewnętrzną w celu osiągnięcia względnej równowagi statycznej; po drugie,wytwarza wysokiej jakości pole (obszary) obciążenia, tak, że miernik naprężenia oporu przyklejony w tym obszarze jest idealny do wykonania zadania konwersji sygnału elektrycznego daty naprężenia.

Przykładem jest elastomer czujnika ważenia serii sb w celu wprowadzenia rozkładu naprężeń.

Kwota kwadratowa z otworami.

Południowe centrum otworu jest poddawane czystej obciążeniu cięcia, ale górne i dolne części będą miały obciążenie rozciągające i uciskujące.

Głównym kierunkiem naprężeń jest bóg ciągnięcia, a pierwszym jest kompresja.podczas gdy dolna połowa miernika naprężenia zostanie skompresowana, a wartość oporu zmniejszona.

Wyrażenie naprężenia dla centralnego punktu na dnie otworu jest wymienione poniżej i nie jest już wyprowadzane.

ε = (3q (1 + μ) / 2 eb) * (b (h2-h2) + bh 2) / (b (h3-h3) + bh 3) (2-9) gdzie: siła cięcia na przecinku q; e- -Modul Young'a: μ - - współczynnik Poissona; b, b, h,h- jest wielkością geometryczną wiązki.

Należy zauważyć, że analizowane powyżej stany naprężenia są wszystkie przypadkami "lokalnymi", podczas gdy miernik naprężenia odczuwa w rzeczywistości stan "średni".

Po trzecie, funkcją obwodu wykrywania jest zmiana oporu miernika naprężenia w napięcie wyjściowe.

Ponieważ most ma wiele zalet, takich jak może hamować wpływ zmian temperatury, może hamować interferencji siły bocznej,może łatwo rozwiązać problem kompensacji czujnika ważenia, więc mostek został szeroko stosowany w czujniku ważenia.

Ponieważ most pełny równy ramieniu mostu ma najwyższą czułość, parametry każdego ramienia są spójne, a wpływ różnych zakłóceń jest łatwe do wyrównania się,więc czujnik ważenia przyjmuje pełny most równy most ramienia.

Środowisko obsługi
Komórka do ważenia obciążenia jest w rzeczywistości urządzeniem wyjściowym sygnału elektrycznego, które przekształca sygnał masy w pomiar.

W pierwszej kolejności należy rozważyć rzeczywiste środowisko pracy czujnika, które ma kluczowe znaczenie dla prawidłowego wyboru czujnika.jego bezpieczeństwo i żywotność, a nawet niezawodność i bezpieczeństwo całego urządzenia ważącego.

Ogólnie rzecz biorąc, środowisko o wysokiej temperaturze powoduje topnienie materiału powłoki, połączeń lutowych i zmiany strukturalne naprężenia elastomeru; pył i wilgoć wpływają na czujnik;elastomer czujnika jest uszkodzony lub w krótkim pobliżu; pole elektromagnetyczne zakłóca wyjście czujnika.

W przypadku odpowiednich czynników środowiskowych należy wybrać odpowiedni czujnik ważenia siły, aby spełnić wymagania ważenia.

Porównaj
Czujnik ważący obciążenie naprężeniem oporu jest często nazywany czujnikiem ważącym dla różnych elektronicznych wag, a używany do pomiaru eksperymentalnego obciążenia lub siły nazywany jest czujnikiem siły,chociaż forma obu struktur, proces produkcji jest taki sam, ale w użyciu, kalibracji precyzyjnej i wymaganiach lub istnieje wiele różnic specyficznych.

W przypadku zerowego dryfu czujnika skali nie dodaje się zazwyczaj wydajności długoterminowej stabilności, ale do długoterminowej wydajności długoterminowej stabilności.

Jeżeli czujnik naprężenia oporu jest używany jako obciążenie odniesienia maszyny do badania materiału,1 / 100 obciążenia znamionowego czujnika obciążenia jest zazwyczaj przyjmowane jako zakres zastosowania maszyny do badania materiałów.

W tym momencie można zagwarantować, że dokładność wskazująca urządzenia badawczego wynosi 1%.]]