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關(guān)于扭環(huán)式測力傳感器結構及工作原理
測力傳感器,與稱(chēng)重傳感器,工作原理相同,但使用對象及測量要求不同,尤其是小量程測量。
測力要求力值測量的作用力力線(xiàn)與傳感器受力同軸,因此,測力傳感器大都采用輪輻式、扭環(huán)式、柱式等結構,在一些場(chǎng)合,也有用S型傳感器替代使用的。
扭環(huán)式由于可以在度高度空間使用,因此,大都精密機械設備及檢測場(chǎng)合,使用較多。下面,簡(jiǎn)要說(shuō)明扭環(huán)式測力傳感器構成及工作原理,便于正確選擇,如量程、信號處理、等等,避免不必要的測量誤差,以及由此產(chǎn)生的產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題。
我們可以從以下幾個(gè)方面判斷傳感器的設計及技術(shù)參數是否符合使用要求:
金屬彈性體:看起來(lái)只是個(gè)金屬,但這才是受力載體,彈性體的材質(zhì),是傳感器受力強度、耐久性、零點(diǎn)、線(xiàn)性、蠕變性、抗過(guò)載、等等技術(shù)性能可靠的保證。
簡(jiǎn)單測試方法:保持受力30分鐘,卸載后,觀(guān)察零點(diǎn)恢復速度及歸零時(shí)間。
固定螺孔:有無(wú)固定螺孔,在微型傳感器上的螺孔,不僅要求金屬材質(zhì),而且加工難度大大增加,尤其17-4PH不銹鋼的加工。
受力端點(diǎn)R:這個(gè)是標志性區分。普通加工為簡(jiǎn)單平面,沒(méi)有弧面,這樣,根本無(wú)法保證受力的一致性,不能弧面切點(diǎn)受力,受力壓強隨受力面變化而變化。
高度及直徑:由于微型傳感器,金屬彈性體體積限制,所受到的力的大小,將直接影響金屬承載能力。
一些制造商,通過(guò)增加直徑來(lái)降低高度,這樣,受力就容易產(chǎn)生共振,長(cháng)期負載也容易屈服損壞。一般,直徑與高度比為2:1左右。制作難度以直徑φ10為判斷。直徑φ20以上的,制作難度,大大降低。因為,應變計相對也制作簡(jiǎn)單。
應變計:直徑φ10以下,只有進(jìn)口產(chǎn)品。φ20的,有國產(chǎn)產(chǎn)品替代。因此,傳感器的直徑大小,也是判斷傳感器制造能力的典型標記。
工作原理:
彈性體受力形變,粘貼在彈性體上的電阻應變計(四片組成惠氏登電橋)形變,電阻值發(fā)生變化,電橋失去平衡,因為激勵電壓為恒定值,因此,信號端產(chǎn)生相應平衡電壓。
測量原理:
傳感器信號處理器,經(jīng)過(guò)低通濾波、放大,經(jīng)過(guò)模/數轉換,將原始電壓信號處理成可以測量的標準模擬信號或可以運算的數字信號。
出線(xiàn)孔:出線(xiàn)孔的保護,說(shuō)明傳感器電纜線(xiàn)的質(zhì)量,如果是防折斷高質(zhì)量電纜,是不需要加保護裝置,影響彈性體應變。
以上,簡(jiǎn)單介紹了扭環(huán)式測力傳感器的工作原理、內部結構、一些制造設計信息,供技術(shù)人員選型判斷傳感器的選型和使用。以免被偽技術(shù)、偽參數混亂。