什么是稱重傳感器?稱重傳感器本質(zhì)上是力傳感器。它主要用于測(cè)量重量。雖然它們可用于測(cè)量其他力,如扭矩、拉力、壓力等,但本文將重點(diǎn)介紹重量測(cè)量應(yīng)用。 雖然重力是阻止宇宙分離的四種基本力量中最弱的,但它是我們唯一能夠直接感知的。地球上所有有質(zhì)量的東西都可以體驗(yàn)它。重量和質(zhì)量由重力連接。 世界標(biāo)準(zhǔn)重量的測(cè)量單位是公斤(公斤)。如果去除重力,物體不會(huì)從字面上稱重任何東西,但其質(zhì)量保持不變。當(dāng)你稱量某物時(shí),你確實(shí)在測(cè)量這個(gè)物體的質(zhì)量,因?yàn)樗c這顆行星有關(guān)。因此,實(shí)際上,稱重傳感器測(cè)量質(zhì)量。但它只與它在地球上的含義有關(guān)。 在稱重傳感器中使用多種基本技術(shù),例如氣動(dòng)稱重傳感器(通常用于內(nèi)在安全應(yīng)用)。液壓稱重傳感器不需要電源,因此經(jīng)常在遠(yuǎn)程、難以訪問(wèn)的位置使用。還有壓電載荷單元提供高水平(但非線性)輸出。 但是,我們將專注于基于應(yīng)變量具的稱重傳感器,它們是當(dāng)今世界使用的最普遍類型。它們價(jià)格低廉,非常可靠,可用于處理各種力輸入。它們是稱重行業(yè)的實(shí)際標(biāo)準(zhǔn),提供0.25%和更好的全面精度。 您甚至可能每天早上使用基于應(yīng)變片的稱重傳感器機(jī)器,甚至沒(méi)有意識(shí)到這一點(diǎn)。它可能看起來(lái)像這樣:
雖然經(jīng)典的機(jī)械秤使用一系列杠桿來(lái)分配應(yīng)用的重量,并推動(dòng)連接到機(jī)械表盤的彈簧,但當(dāng)今的大多數(shù)數(shù)字模型都使用基于多個(gè)應(yīng)變量具的稱重單元來(lái)計(jì)算您的重量。 當(dāng)您在測(cè)量板上按一次腳時(shí),微控制器會(huì)"喚醒",并執(zhí)行應(yīng)變計(jì)的零偏移校準(zhǔn)。然后,數(shù)字顯示屏指示 0.0 kg(或磅),它可供您踩下體重。 在更好的數(shù)字浴室秤中,在秤的四個(gè)角上每個(gè)角落都放置一個(gè)基于應(yīng)變量具的稱重傳感器。事實(shí)上,它們往往內(nèi)置于"腳"的規(guī)模。兩個(gè)稱重單元位于張力模式,另外兩個(gè)位于壓縮模式。 當(dāng)您踩到秤時(shí),微控制器會(huì)將其輸出轉(zhuǎn)換為所選測(cè)量單位中的聚合權(quán)重值,并在儀表上顯示該數(shù)字。有些型號(hào)甚至使用熱電偶來(lái)測(cè)量環(huán)境溫度和方程中的因素,因?yàn)閼?yīng)變計(jì)是基于電阻的傳感器,并且受溫度的影響。 好吧,這很有趣,但現(xiàn)在讓我們看看用于科學(xué)測(cè)量DAQ應(yīng)用的稱重傳感器。 基于應(yīng)變計(jì)的稱重傳感器如何工作?應(yīng)變量具(也稱為"應(yīng)變計(jì)")通過(guò)電阻變化來(lái)測(cè)量應(yīng)變。金屬箔圖案安裝在柔性基板上,該基板也用作絕緣體。電流通過(guò)箔模式運(yùn)行。當(dāng)被測(cè)試的物體受到壓力(即壓縮或置于張力下)時(shí),電阻會(huì)發(fā)生變化,與偏轉(zhuǎn)量成比例。
當(dāng)導(dǎo)體拉伸時(shí),其電阻增加。壓縮后,電阻降低。這種電阻的變化可以用惠斯通橋來(lái)測(cè)量,該橋是四個(gè)應(yīng)變量具傳感器,排列在一個(gè)模式中。
使用所有四個(gè)傳感器進(jìn)行測(cè)量,您可以進(jìn)入全橋配置。在上面的全橋圖中,傳感器的輸出電壓在 C 和 B 上測(cè)量,而激勵(lì)電壓在 A 和 D 下提供。 因此,當(dāng)我們將應(yīng)變量具安裝到機(jī)械外殼上,然后使該殼體承受應(yīng)力或力(如重量)時(shí),量具將測(cè)量該力造成的相對(duì)壓縮或張力。這種外殼與安裝在其上的應(yīng)變量具傳感器的組合是一個(gè)稱重傳感器。 現(xiàn)在,讓我們看看此類加載單元的各種形狀和大小,以及如何使用它們。 負(fù)載單元(大大小?。缀跤袩o(wú)限數(shù)量的應(yīng)用。這里只是想到的一些:
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