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详述称重传感器按转化方法的分类
编辑:www.csppm.com来源:澳门新葡萄京所有网站时间:2015/9/15 10:19:00

    称重传感器按转换方法分为电阻应变式、光电式、压磁式、压电式、液压式、电容式、振动式、陀螺仪式等等,其中以电阻应变式传感器使用最广。

电阻应变式称重传感器

    是将电阻应变计粘贴在弹性体上,单弹性体受外力作用产生形变时,电阻应变计将该形变转换成电量输出,通过相应的测量仪表检测出这个与外加重量成一定比例关系的电量,从而测出质量。

    电阻应变式称重传感器的称量范围为300g至数千kg,计量准确度达1/10001/10000,结构较简单,可靠性较好。大部分电子衡器均使用此称重传感器

光电式称重传感器

    包括光栅式和码盘式两种。

    光栅式传感器利用光栅形成的莫尔条纹把角位移转换成光电信号。光栅有两块,一为固定光栅,另一为装在表盘轴上的移动光栅。加在承重台上的被测物通过传力杠杆系统使表盘轴旋转,带动移动光栅转动,使莫尔条纹也随之移动。利用光电管、转换电路和显示仪表,即可计算出移过的莫尔条纹数量,测出光栅转动角的大小,从而确定和读出被测物质量。

    码盘式传感器的码盘是一块装在表盘轴上的透明玻璃,上面带有按一定编码方法编定的黑白相间的代码。加在承重台上的被测物通过传力杠杆使表盘轴旋转时,码盘也随之转过一定角度。光电池将透过码盘接受光信号并转换成电信号,然后由电路进行数字处理,最后在显示器上显示出代表被测质量的数字。光电式传感器曾主要用在机电结合秤上。

压磁式称重传感器

    是利用铁磁物质在外加质量的作用下,铁磁材料的磁导系数和磁阻的改变,从而使绕在铁芯上的线圈阻抗变化,线圈阻抗的变化与质量成一定比例关系,因此检出线圈阻抗的变化,便可求的质量。

压电式称重传感器

    是利用某些晶体介质在受一定方向外加质量作用时,引起内部正负电荷的相对转移,从而使晶体两端表面上出现符合相反的束缚电荷,其电荷密度与质量成正比关系。

液压式称重传感器

    在受被测物重力P作用时,液压油的压力增大,增大的程度和P成正比。测出压力的增大值,即可确定被测物的质量。液压式称重传感器结构简单而牢固,测量范围大,但准确度一般不超过1/100

电容式称重传感器

    它是通过弹性体将物体质量转换成位移,从而引起电容和电感的改变,利用电容器振荡电路的振荡频率f和极板间距的正比例关系工作。极板有两块,一块固定不动,另一块可移动。在承重台加载被测物时,板簧挠曲,两极板之间的距离发生变化,电路的振荡频率也随之变化。测出频率的变化即可求出承重台上被测物的质量。电容式称重传感器耗电量少,造价低,准确度为1/2001/500

振动式称重传感器

    金属丝或金属膜片的固有振动频率不仅与其几何尺寸、材料、密度有关,而且还与内部应力状态有关。当它们的几何尺寸、材料、密度一定时,外加的质量可以改变它们的内部应力,因而其振动频率也就相应改变,利用振频测量仪器测出频率的变化量,即可求得质量。振动式称重传感器有振弦式和音叉式两种。

    振弦式称重传感器的弹性元件是弦丝。当承重台上加有被测物时,V形弦丝的交点被拉向下,且左弦的拉力增大,右弦的拉力减小。两根弦的固有频率发生不同的变化。求出两根弦的频率之差,即可求出被测物的质量。振弦式传感器的准确度较高,可达 1/10001/10000,称量范围为100克至几百千克,但结构复杂,加工难度大,造价高。

    音叉式称重传感器的弹性元件是音叉。音叉端部固定有压电元件,它以音叉的固有频率振荡,并可测出振荡频率。当承重台上加有被测物时,音叉拉伸方向受力而固有频率增加,增加的程度和施加力的平方根成正比。测出固有频率的变化,即可求出重物施加于音叉上的力,进而求出重物质量。音叉式称重传感器耗电量小,计量准确度高达1/100001/200000,称量范围为500g10kg

陀螺仪式称重传感器

    是利用陀螺进动特性和力矩效应工作的,是近几年来发展起来的一种新型的称重传感器,其特点是作用力方向上无位移,不存在静平衡问题以及弹性应变中的贮能和恢复问题。因而无滞后,刚性大,线性好,响应快,分辨率高,稳定性好,抗干扰能力强。由于是直接数字输出,没有模数转换问题,因而陀螺式称重传感器引人注目。

    转子装在内框架中,以角速度ω绕X轴稳定旋转。内框架经轴承和外框架联接,并可绕水平轴 倾斜转动。外框架经万向联轴节和机座联接,并可绕垂直轴旋转。转子轴 (X)在未受外力作用时保持水平状态。转子轴的一端在受到外力(P/2)作用时,产生倾斜而绕垂直轴转动(进动)。进动角速度ω和外力P/2成正比,通过检测频率的方法测出ω,即可求出外力大小,进而求出产生此外力的被测物的质量。

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