Sensor kekuatan berat

Sensor kekuatan berat

Sensor kekuatan penimbang adalah perangkat yang mengubah gravitasi menjadi sinyal listrik.

Jenis yang umum termasuk jenis tegangan resistansi, jenis gaya elektromagnetik dan jenis kapasitansi, di antaranya jenis tegangan resistansi banyak digunakan karena strukturnya yang sederhana,Keakuratan tinggi dan permukaan aplikasi yang luas.

Prinsip
Sensor beban resistansi berat didasarkan pada prinsip seperti: elastomer (elemen elastis, balok sensitif) di bawah tindakan deformasi elastis gaya eksternal,paste pada permukaan resistance strain gauge (elemen konversi) juga dengan deformasiDeformasi, resistensi akan berubah (meningkat atau menurun),maka sirkuit pengukuran yang sesuai dengan perubahan resistansi menjadi sinyal listrik (tegangan atau arus), untuk menyelesaikan proses konversi kekuatan eksternal menjadi sinyal listrik.

Hal ini dapat dilihat bahwa resistance strain gauge, elastomer dan sirkuit deteksi adalah beberapa bagian yang sangat penting dari sensor berat beban resistance.

Tiga aspek berikut dibahas secara singkat.

Pertama, resistance strain gauge resistance strain gauge adalah mesin kawat resistansi didistribusikan pada substrat yang terbuat dari bahan organik, yaitu, menjadi strain gauge.

Parameter penting sendiri adalah koefisien sensitivitas, k.

Mari kita bicara tentang artinya.

Ada kawat resistansi logam, yang panjangnya adalah l, perpotongan melingkar dari jari-jari r, luasnya ditandai sebagai s, dan resistivitasnya dicatat sebagai ρ.Koefisien Poisson dari bahan ini adalah μ.

Ketika kawat resistensi tidak dipengaruhi oleh gaya eksternal, nilai resistensi adalah r: r = ρ l / s (Ω) (2-1) Ketika ujungnya dipengaruhi oleh gaya f, ia akan memanjang, yaitu deformasi.

Biarkan perlambangannya Δ l, luas area penampangnya menyusut, yaitu, jari-jari lingkaran penampangnya berkurang Δ r.

Selain itu, dapat dibuktikan bahwa resistivitas kawat resistansi logam akan berubah setelah deformasi, dicatat sebagai Δρ.

Rumus (2- -1), yaitu berapa banyak nilai resistensi berubah setelah kawat resistensi berubah.

Kita memiliki: Δ r = Δρ l / s + Δ l ρ / s Δ s ρ l / s2 (2-2) dengan rumus (2- -1) rumus penghapusan (2- -2) untuk mendapatkan Δ r / r = Δρ / ρ + Δ l / l Δ s / s (2-3) di samping,Kita tahu bahwa area pemotongan kawat, s = π r2, Kemudian Δ s = 2 π r * Δ r, Jadi Δ s / s = 2 Δ r / r (2-4) dari mekanika material kita tahu Δ r / r = - μ Δ l / l (2-5), Ketika tanda minus menunjukkan elongasi,Arah radius berkurang.

μ adalah koefisien Poisson dari efek samping bahan.

Rumus (2-4) (2-5) menjadi (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).

Perlu dicatat bahwa ukuran nilai koefisien sensitivitas k adalah konstanta yang ditentukan oleh sifat material kawat resistensi logam,tidak ada hubungannya dengan bentuk dan ukuran strain gauge, nilai k dari bahan yang berbeda umumnya antara 1,7 dan 3.6; nilai k adalah suatu kuantitas, yaitu tidak memiliki dimensi.

Dalam mekanika bahan, Δ l / l disebut sebagai ketegangan, dicatat sebagai ε, dengan itu untuk menunjukkan bahwa elastisitas sering terlalu besar, sangat tidak nyaman untuk sering mengambil satu juta sebagai satuan,tercatat sebagai με.

Dengan cara ini, rumus (2- -6) sering menulis: Δ r / r = k ε (2- -8), dua, elastomer elastomer adalah bagian struktural dengan bentuk khusus.

Ini memiliki dua fungsi. pertama, ia menanggung kekuatan eksternal dari sensor penimbang, dan menghasilkan kekuatan reaksi pada kekuatan eksternal untuk mencapai keseimbangan statis relatif; kedua,menghasilkan medan (area) ketegangan berkualitas tinggi, sehingga resistance strain gauge yang ditempelkan di daerah ini ideal untuk menyelesaikan tugas konversi strain tanggal sinyal listrik.

Ambil elastomer dari sensor bobot seri sb sebagai contoh untuk memperkenalkan distribusi tegangan.

Sebuah cantilever kubus dengan lubang.

Pusat bawah lubang mengalami tegangan geser murni, tetapi bagian atas dan bawah akan memiliki tegangan tarik dan kompresi.

arah tegangan utama adalah dewa tarik dan yang pertama adalah kompresi jika strain gauge terjebak di sini, setengah atas strain gauge akan meregangkan dan nilai resistensi meningkatsementara bagian bawah strain gauge akan dikompresi dan nilai resistensi berkurang.

Ekspresi ketegangan untuk titik tengah di bagian bawah lubang tercantum di bawah ini dan tidak lagi berasal.

ε = (3q (1 + μ) / 2 eb) * (b (h2-h2) + bh 2) / (b (h3-h3) + bh 3) (2-9) di mana: gaya geser pada bagian q; modulus e- -Young: koefisien Poisson; b, b, h,h- adalah ukuran geometris balok.

Perlu dicatat bahwa keadaan stres yang dianalisis di atas adalah semua kasus "lokal", sementara strain gauge sebenarnya merasakan keadaan "rata-rata".

Ketiga, fungsi dari sirkuit deteksi adalah mengubah resistensi strain gauge ke output tegangan.

Karena jembatan memiliki banyak keuntungan, seperti dapat menghambat pengaruh perubahan suhu, dapat menghambat interferensi kekuatan lateral,dapat dengan mudah memecahkan masalah kompensasi sensor penimbang, sehingga jembatan telah banyak digunakan dalam sensor penimbang.

Karena jembatan penuh sama lengan jembatan memiliki sensitivitas tertinggi, parameter masing-masing lengan konsisten, dan pengaruh berbagai gangguan mudah untuk mengimbangi satu sama lain,Jadi sensor penimbang mengadopsi jembatan penuh sama dengan jembatan lengan.

Lingkungan layanan
Sel beban penimbang sebenarnya adalah perangkat output sinyal listrik yang mengubah sinyal massa menjadi pengukuran.

Untuk pertama-tama mempertimbangkan lingkungan kerja sensor yang sebenarnya, yang sangat penting untuk pemilihan sensor yang benar, ini terkait dengan operasi normal sensor,keselamatan dan masa pakai, dan bahkan keandalan dan keselamatan dari seluruh alat penimbang.

Secara umum, lingkungan suhu tinggi menyebabkan peleburan bahan pelapis, sendi solder dan perubahan struktural dalam tegangan elastomer; debu dan kelembaban mempengaruhi sensor;elastomer sensor rusak atau tersambung pendek; medan elektromagnetik mengganggu output sensor.

Di bawah faktor lingkungan yang sesuai, kita harus memilih sensor penimbang gaya yang sesuai untuk memenuhi persyaratan penimbang yang diperlukan.

Bandingkan
Resistance strain load weighing sensor sering disebut weighing sensor untuk berbagai electronic weighing, dan digunakan untuk mengukur beban eksperimen atau gaya disebut force sensor,meskipun bentuk dari dua struktur, proses produksi adalah sama, tetapi dalam penggunaan, presisi kalibrasi dan persyaratan atau ada banyak perbedaan spesifik.

Untuk drift nol dari sensor skala, kinerja stabilitas jangka panjang umumnya tidak ditambahkan, tetapi dalam kinerja jangka panjang stabilitas jangka panjang.

Ketika sensor ketegangan resistansi digunakan sebagai beban referensi mesin pengujian bahan,1 / 100 dari beban nominal sensor beban biasanya diambil sebagai ruang lingkup aplikasi mesin pengujian bahan.

Pada saat ini, akurasi indikasi mesin uji dapat dijamin 1%.]]