Sensor de fuerza de pesado

Sensor de fuerza de pesaje

El sensor de fuerza de pesaje es un dispositivo que transforma la gravedad en señal eléctrica.

Los tipos comunes incluyen el tipo de deformación de resistencia, el tipo de fuerza electromagnética y el tipo de capacidad, entre los cuales el tipo de deformación de resistencia se utiliza ampliamente debido a su estructura simple,alta precisión y amplia superficie de aplicación.

Principio
El sensor de pesaje de la resistencia a la deformación se basa en este principio: el elastómero (elemento elástico, haz sensible) bajo la acción de la deformación elástica de la fuerza externa,pasta en la superficie del estenómetro de resistencia (elemento de conversión) también con deformación, la deformación del estripador de resistencia, su resistencia cambiará (aumentará o disminuirá),entonces el circuito de medición correspondiente al cambio de resistencia en señal eléctrica (voltaje o corriente), para completar el proceso de conversión de la fuerza externa en señal eléctrica.

Se puede ver que el tensiónímetro de resistencia, el elastómero y el circuito de detección son varias partes indispensables del sensor de pesaje de resistencia.

Se analizan brevemente los siguientes tres aspectos.

Uno, medidor de resistencia de la resistencia de la tensión es una maquinaria de alambre de resistencia distribuida en el sustrato hecho de un material orgánico, es decir, convertirse en un medidor de tensión.

Un parámetro importante es el coeficiente de sensibilidad, k.

Hablemos de su significado.

Hay un alambre de resistencia metálica, cuya longitud es l, su sección transversal es circular de radio r, su área está marcada como s, y su resistividad se registra como ρ.El coeficiente de Poisson es μ.

Cuando el alambre de resistencia no se ve afectado por una fuerza externa, su valor de resistencia es r: r = ρ l / s (Ω) (2-1) Cuando sus extremos se ven afectados por una fuerza f, se alargará, es decir, se deformará.

Dejemos que su elongación Δ l, su área de sección transversal se contraiga, es decir, el radio de su círculo de sección disminuye Δ r.

Además, se puede demostrar que la resistividad del alambre de resistencia metálica cambiará después de la deformación, registrada como Δρ.

Fórmula (2- -1), es decir, cuánto cambia el valor de la resistencia después de que el cable de resistencia cambie.

Tenemos: Δ r = Δρ l / s + Δ l ρ / s Δ s ρ l / s2 (2-2) con fórmula (2- -1) fórmula de eliminación (2- -2) para obtener Δ r / r = Δρ / ρ + Δ l / l Δ s / s (2-3) además,Sabemos que el área de la sección transversal del alambre, s = π r2, Entonces Δ s = 2 π r * Δ r, Así que Δ s / s = 2 Δ r / r (2-4) de la mecánica de materiales sabemos Δ r / r = - μ Δ l / l (2-5), Cuando el signo negativo indica el alargamiento,La dirección del radio se reduce.

μ es el coeficiente de Poisson del efecto lateral del material.

Fórmula (2-4) (2-5) en (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).

Debe tenerse en cuenta que el tamaño del coeficiente de sensibilidad k es una constante determinada por las propiedades del material de alambre de resistencia metálica,no tiene nada que ver con la forma y el tamaño del estripador, el valor k de los diferentes materiales se sitúa generalmente entre 1,7 y 3.6; el valor k es una cantidad, es decir, no tiene dimensión.

En la mecánica de materiales, Δ l / l se llama una deformación, registrada como ε, con ella para indicar que la elasticidad es a menudo demasiado grande, muy inconveniente a menudo tomar su millón como unidad,registrado como με.

De esta manera, la fórmula (2- -6) a menudo escribe: Δ r / r = k ε (2- -8), dos, el elastómero el elastómero es una parte estructural con una forma especial.

Tiene dos funciones: en primer lugar, soporta la fuerza externa del sensor de pesaje y produce una fuerza de reacción sobre la fuerza externa para lograr el equilibrio estático relativo; en segundo lugar,produce un campo de deformación de alta calidad (área), de modo que el tensiónímetro de resistencia pegado en esta área es ideal para completar la tarea de conversión de la señal eléctrica de la fecha de tensión.

Tomemos como ejemplo el elastómero del sensor de pesaje de la serie sb para introducir la distribución de tensión.

Un voladizo cuboide con agujeros.

El centro inferior del agujero está sujeto a una tensión de cizallamiento pura, pero las partes superior e inferior tendrán tensión de tracción y compresión.

La dirección principal de la tensión es el dios de la tracción y la primera es la compresión.mientras que la mitad inferior del tensiónímetro se comprime y el valor de resistencia se reduce.

La expresión de deformación para el punto central en el fondo del orificio se enumera a continuación y ya no se deriva.

ε = (3q (1 + μ) / 2 eb) * (b (h2-h2) + bh 2) / (b (h3-h3) + bh 3) (2-9) donde: fuerza de cizallamiento en la sección q; módulo de e- -Young: coefficiente de Poisson; b, b, h,h- es el tamaño geométrico de la viga.

Debe tenerse en cuenta que los estados de estrés analizados anteriormente son todos casos "locales", mientras que el tensiónímetro realmente siente el estado "promedio".

Tercero, la función del circuito de detección es cambiar la resistencia del tensiónímetro en voltaje de salida.

Porque el puente tiene muchas ventajas, tales como puede inhibir la influencia de los cambios de temperatura, puede inhibir la interferencia de la fuerza lateral,puede resolver fácilmente el problema de compensación del sensor de pesaje, por lo que el puente ha sido ampliamente utilizado en el sensor de pesaje.

Debido a que el puente completo igual a brazo tiene la mayor sensibilidad, los parámetros de cada brazo son consistentes, y la influencia de varias interferencias es fácil de compensar entre sí,Así que el sensor de pesaje adopta el puente completo igual a puente de brazo.

Medio ambiente de servicio
La célula de carga de pesaje es en realidad un dispositivo de salida de señal eléctrica que convierte la señal de masa en una medición.

En primer lugar, el entorno de trabajo real del sensor, que es crucial para la correcta selección del sensor, está relacionado con el funcionamiento normal del sensor.su seguridad y vida útil, e incluso la fiabilidad y seguridad de todo el dispositivo de pesaje.

En general, el ambiente de alta temperatura provoca la fusión del material de recubrimiento, las juntas de soldadura y cambios estructurales en la tensión del elastómero; el polvo y la humedad afectan al sensor;el elastómero del sensor está dañado o cortocircuito; el campo electromagnético interfiere con la salida del sensor.

Bajo los factores ambientales correspondientes, debemos elegir el sensor de pesaje de fuerza correspondiente para cumplir con los requisitos de pesaje necesarios.

Comparar
El sensor de pesaje de carga de resistencia a la deformación a menudo se llama sensor de pesaje para varios pesajes electrónicos, y se utiliza para medir la carga o fuerza experimental se llama sensor de fuerza,Aunque la forma de las dos estructuras, el proceso de producción es el mismo, pero en el uso, calibración de precisión y requisitos o hay muchas diferencias específicas.

Para la deriva cero del sensor de escala, el rendimiento de la estabilidad a largo plazo generalmente no se agrega, sino en el rendimiento a largo plazo de la estabilidad a largo plazo.

Cuando se utilice el sensor de deformación de resistencia como carga de referencia de la máquina de ensayo de materiales,1 / 100 de la carga nominal del sensor de carga se toma generalmente como el ámbito de aplicación de la máquina de prueba de materiales.

En este momento, se puede garantizar que la precisión de indicación de la máquina de ensayo es del 1%.]]