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稱重傳感器的分類
來源: 日期:2013-12-17 21:39:00 人氣:標簽:
電阻應變式稱重傳感器的稱量范圍為300g至數千kg,計量準確度達1/1000~1/10000,結構較簡單,可靠性較好。大部分電子衡器均使用此稱重傳感器。
光電式稱重傳感器
包括光柵式和碼盤式兩種。
光柵式傳感器利用光柵形成的莫爾條紋把角位移轉換成光電信號。光柵有兩塊,一為固定光柵,另一為裝在表盤軸上的移動光柵。加在承重臺上的被測物通過傳力杠桿系統使表盤軸旋轉,帶動移動光柵轉動,使莫爾條紋也隨之移動。利用光電管、轉換電路和顯示儀表,即可計算出移過的莫爾條紋數量,測出光柵轉動角的大小,從而確定和讀出被測物質量。
碼盤式傳感器的碼盤是一塊裝在表盤軸上的透明玻璃,上面帶有按一定編碼方法編定的黑白相間的代碼。加在承重臺上的被測物通過傳力杠桿使表盤軸旋轉時,碼盤也隨之轉過一定角度。光電池將透過碼盤接受光信號并轉換成電信號,然后由電路進行數字處理, 后在顯示器上顯示出代表被測質量的數字。光電式傳感器曾主要用在機電結合秤上。
壓磁式稱重傳感器
是利用鐵磁物質在外加質量的作用下,鐵磁材料的磁導系數和磁阻的改變,從而使繞在鐵芯上的線圈阻抗變化,線圈阻抗的變化與質量成一定比例關系,因此檢出線圈阻抗的變化,便可求的質量。
壓電式稱重傳感器
是利用某些晶體介質在受一定方向外加質量作用時,引起內部正負電荷的相對轉移,從而使晶體兩端表面上出現符合相反的束縛電荷,其電荷密度與質量成正比關系。
液壓式稱重傳感器
在受被測物重力P作用時,液壓油的壓力增大,增大的程度和P成正比。測出壓力的增大值,即可確定被測物的質量。液壓式稱重傳感器結構簡單而牢固,測量范圍大,但準確度一般不超過1/100。
電容式稱重傳感器
它是通過彈性體將物體質量轉換成位移,從而引起電容和電感的改變,利用電容器振蕩電路的振蕩頻率f和極板間距d 的正比例關系工作。極板有兩塊,一塊固定不動,另一塊可移動。在承重臺加載被測物時,板簧撓曲,兩極板之間的距離發生變化,電路的振蕩頻率也隨之變化。測出頻率的變化即可求出承重臺上被測物的質量。電容式稱重傳感器耗電量少,造價低,準確度為1/200~1/500。
振動式稱重傳感器
金屬絲或金屬膜片的固有振動頻率不僅與其幾何尺寸、材料、密度有關,而且還與內部應力狀態有關。當它們的幾何尺寸、材料、密度一定時,外加的質量可以改變它們的內部應力,因而其振動頻率也就相應改變,利用振頻測量儀器測出頻率的變化量,即可求得質量。振動式稱重傳感器有振弦式和音叉式兩種。
振弦式稱重傳感器的彈性元件是弦絲。當承重臺上加有被測物時,V形弦絲的交點被拉向下,且左弦的拉力增大,右弦的拉力減小。兩根弦的固有頻率發生不同的變化。求出兩根弦的頻率之差,即可求出被測物的質量。振弦式傳感器的準確度較高,可達 1/1000~1/10000,稱量范圍為100克至幾百千克,但結構復雜,加工難度大,造價高。
音叉式稱重傳感器的彈性元件是音叉。音叉端部固定有壓電元件,它以音叉的固有頻率振蕩,并可測出振蕩頻率。當承重臺上加有被測物時,音叉拉伸方向受力而固有頻率增加,增加的程度和施加力的平方根成正比。測出固有頻率的變化,即可求出重物施加于音叉上的力,進而求出重物質量。音叉式稱重傳感器耗電量小,計量準確度高達1/10000~1/200000,稱量范圍為500g~10kg。
陀螺儀式稱重傳感器
是利用陀螺進動特性和力矩效應工作的,是近幾年來發展起來的一種新型的稱重傳感器,其特點是作用力方向上無位移,不存在靜平衡問題以及彈性應變中的貯能和恢復問題。因而無滯后,剛性大,線性好,響應快,分辨率高,穩定性好,抗干擾能力強。由于是直接數字輸出,沒有模數轉換問題,因而陀螺式稱重傳感器引人注目。
轉子裝在內框架中,以角速度ω繞X軸穩定旋轉。內框架經軸承和外框架聯接,并可繞水平軸 Y 傾斜轉動。外框架經萬向聯軸節和機座聯接,并可繞垂直軸Z 旋轉。轉子軸 (X軸)在未受外力作用時保持水平狀態。轉子軸的一端在受到外力(P/2)作用時,產生傾斜而繞垂直軸Z 轉動(進動)。進動角速度ω和外力P/2成正比,通過檢測頻率的方法測出ω,即可求出外力大小,進而求出產生此外力的被測物的質量。
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