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扭環(huán)式測力傳感器結(jié)構(gòu)及工作原理

來源:上海耐創(chuàng)測試技術(shù)有限公司   2022年04月26日 10:51  

扭環(huán)式測力傳感器結(jié)構(gòu)及工作原理

       測力傳感器,與稱重傳感器,工作原理相同,但使用對象及測量要求不同,尤其是小量程測量。

測力要求力值測量的作用力力線與傳感器受力同軸,因此,測力傳感器大都采用輪輻式、扭環(huán)式、柱式等結(jié)構(gòu),在一些場合,也有用S型傳感器替代使用的。

       扭環(huán)式由于可以在度高度空間使用,因此,大都精密機(jī)械設(shè)備及檢測場合,使用較多。下面,簡要說明扭環(huán)式測力傳感器構(gòu)成及工作原理,便于正確選擇,如量程、信號處理、等等,避免不必要的測量誤差,以及由此產(chǎn)生的產(chǎn)品質(zhì)量問題。

我們可以從以下幾個(gè)方面判斷傳感器的設(shè)計(jì)及技術(shù)參數(shù)是否符合使用要求:

金屬彈性體:看起來只是個(gè)金屬,但這才是受力載體,彈性體的材質(zhì),是傳感器受力強(qiáng)度、耐久性、零點(diǎn)、線性、蠕變性、抗過載、等等技術(shù)性能可靠的保證。

簡單測試方法:保持受力30分鐘,卸載后,觀察零點(diǎn)恢復(fù)速度及歸零時(shí)間。

固定螺孔:有無固定螺孔,在微型傳感器上的螺孔,不僅要求金屬材質(zhì),而且加工難度大大增加,尤其17-4PH不銹鋼的加工。

受力端點(diǎn)R:這個(gè)是標(biāo)志性區(qū)分。普通加工為簡單平面,沒有弧面,這樣,根本無法保證受力的一致性,不能弧面切點(diǎn)受力,受力壓強(qiáng)隨受力面變化而變化。

高度及直徑:由于微型傳感器,金屬彈性體體積限制,所受到的力的大小,將直接影響金屬承載能力。

一些制造商,通過增加直徑來降低高度,這樣,受力就容易產(chǎn)生共振,長期負(fù)載也容易屈服損壞。一般,直徑與高度比為2:1左右。制作難度以直徑φ10為判斷。直徑φ20以上的,制作難度,大大降低。因?yàn)?,?yīng)變計(jì)相對也制作簡單。

應(yīng)變計(jì):直徑φ10以下,只有進(jìn)口產(chǎn)品。φ20的,有國產(chǎn)產(chǎn)品替代。因此,傳感器的直徑大小,也是判斷傳感器制造能力的典型標(biāo)記。

工作原理:彈性體受力形變,粘貼在彈性體上的電阻應(yīng)變計(jì)(四片組成惠氏登電橋)形變,電阻值發(fā)生變化,電橋失去平衡,因?yàn)榧?lì)電壓為恒定值,因此,信號端產(chǎn)生相應(yīng)平衡電壓。

測量原理:傳感器信號處理器,經(jīng)過低通濾波、放大,經(jīng)過模/數(shù)轉(zhuǎn)換,將原始電壓信號處理成可以測量的標(biāo)準(zhǔn)模擬信號或可以運(yùn)算的數(shù)字信號。

出線孔:出線孔的保護(hù),說明傳感器電纜線的質(zhì)量,如果是防折斷高質(zhì)量電纜,是不需要加保護(hù)裝置,影響彈性體應(yīng)變。

以上,簡單介紹了扭環(huán)式測力傳感器的工作原理、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、一些制造設(shè)計(jì)信息,供技術(shù)人員選型判斷傳感器的選型和使用。以免被偽技術(shù)、偽參數(shù)混亂。


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