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称重传感器的背景介绍:
称重传感器实际上是一种将质量信号转变为可测量的电信号输出的装置。用传感器茵先要考虑传感器所处的实际工作环境,这点对正确选用称重传感器至关重要,它关系到传感器能否正常工作以及它的安全和使用寿命,乃至整个衡器的可靠性和安全性。[1]在称重传感器主要技术指标的基本概念和评价方法上,新旧国标有质的差异。
传统概念上,负荷传感器是称重传感器、测力传感器的统称,用单项参数评价它的计量特性。旧国标将应用对象和使用环境条件完全不同的“称重”和“测力”两种传感器合二为一来考虑,对试验和评价方法未给予区分。
旧国标共有21项指标,均在常温下进行试验;并用非线性、滞后误差、重复性误差、蠕变、零点温度附加误差以及额定输出温度附加误差6项指标中的最大误差,来确定称重传感器准确度等级,分别用0.02、0.03、0.05......1.0表示。
衡器上使用的一种力称重传感器。它能将作用在被测物体上的重力按一定比例转换成可计量的输出信号。考虑到不同使用地点的重力加速度和空气浮力对转换的影响,称重传感器的性能指标主要有线性误差、滞后误差、重复性误差、蠕变、零点温度特性和灵敏度温度特性等。
在各种衡器和质量计量系统中,通常用综合误差带来综合控制传感器准确度,并将综合误差带与衡器误差带(图1)联系起来,以便选用对应于某一准确度衡器的称重传感器。
国际法制计量组织(OIML)规定,传感器的误差带δ占衡器误差带Δ的70%,称重传感器的线性误差、滞后误差以及在规定温度范围内由于温度对灵敏度的影响所引起的误差等的总和不能超过误差带δ。这就允许制造厂对构成计量总误差的各个分量进行调整,从而获得期望的准确度。
称重传感器按转换方法分为光电式、液压式、电磁力式、电容式、磁极变形式、振动式、陀螺仪式、电阴应变式等8类,以电阻应变式使用最广。
电阻应变式称重传感器的原理及组成:
电阻应变式称重传感器利用电阻应变片变形时其电阻也随之改变的原理工作。主要由弹性元件、电阻应变片、测量电路和传输电缆4部分组成。电阻应变片贴在弹性元件上,弹性元件受力变形时,其上的应变片随之变形,并导致电阻改变。测量电路测出应变片电阻的变化并变换为与外力大小成比例的电信号输出。电信号经处理后以数字形式显示出被测物的质量。电阻应变式称重传感器的称量范围为g至数千kg,计量准确度达1/~1/0,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。
称重传感器工作原理:
称重传感器的基本知识
1.定义:GB/T-《称重传感器》考虑到使用地点的重力加速度(g)和空气浮力(f)的影响后,通过把其中一种被测量(质量)转换成另外一种被测量(输出)来测量质量的力称重传感器。被测量(质量)称重传感器输出
2.组成:敏感元件+传感元件+测量电路
其中:敏感元件——电阻应变计;传感元件——弹性体;测量电路——惠斯通电桥,其实称重传感器就是压力称重传感器,形状不一样而已,通常有很多种方法传感的,但我见到,用得比较多,比如地磅用的那些,一般为电涡流式也就是说,他有一个电涡流触发绕组,然后还有一个称重传感器感应电涡流强度由于这个称重传感器整体是金属封装,电涡流在其内部,受到压后形变,涡流就发生变化,放大后就可以读到数据了然后,封装这个东西的材料,通常选用刚性材料,总之,就是一般的金属,比如钢,但肯定不会用很软的东西的。至少电涡流方式传感的压力称重传感器,是不会用软金属制造的。
称重传感器的静态特性:
传感器的工作特性是通过其静态、动态特性直接反映出来,测量系统的输入为不随时间变化的恒定信号时,系统输入与输出之间呈现的关系就是静态特性。而称重传感器静态特性主要分为了五个部分。
称重传感器静态特性其一是重复性,所谓的重复性是指传感器在输入量按同一方向作全量程连续多次变化时,所得特性曲线不一致的程度。在者是称重传感器的灵敏度和线性度,灵敏度是传感器静态特性的一个重要指标。其定义为输出量的增量与引起该增量的相应输入量增量之比。
用S表示灵敏度。而线性度是指传感器输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离拟合直线的程度。定义为在全量程范围内实际特性曲线与拟合直线之间的最大偏差值与满量程输出值之比。称重传感器的静态特性有重要的一点是漂移,在输入量不变的情况下,传感器输出量随着时间变化,此现象称为漂移,而称重传感器雷同其他传感器产生漂移的主要原因是传感器自身结构参数和应用时的周围环境温度、湿度等的影响。
称重传感器在输入量由小到大及输入量由大到小变化期间其输入输出特性曲线不重合的现象也就是传感器最后一个静态特性,对于同一大小的输入信号,传感器的正反行程输出信号大小不相等,这个差值称为迟滞差值。
称重传感器的静态特性是指对静态的输入信号,称重传感器的输出量与输入量之间所具有相互关系。因为这时输入量和输出量都和时间无关,所以它们之间的关系,即称重传感器的静态特性可用一个不含时间变量的代数方程,或以输入量作横坐标,把与其对应的输出量作纵坐标而画出的特性曲线来描述。表征传感器静态特性的主要参数有:重复性、灵敏度、线性度。那么影响称重传感器的测量效果以及选型的关键要素也就是那几个要点。