霍丁格包尔文(苏州)电子测量技术有限公司

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更新时间:2017-04-05 11:30:03浏览次数:145

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  传感器知识:

  称重传感器性能受影响的主要三大因素

  称重传感器是力学传感器中一大重要类别,应用也,其形式也有很多。构建称重传感器总的来说主要有弹性体、应变计、密封等等。它们几个相互作用影响着传感器的性能,下面分析一下它们各自的作用。用做称重传感器弹性体的金属材料,由于其内部复杂的组织结构关系,当受到外力作用后在微小晶粒之间会产生微应变,在外力消失以后,微应变随之消失,但是是否能够*恢复到不受力的原始状态,则因弹性体的金属材料而异。

  如果加载力的曲线和卸载力的曲线不重合,差值越大,则迟滞性越大。其差值主要来源于材料本身成分的稳定性、均匀性、热处理后的径向组织等等。知道迟滞性产生的原因,我们可以通过选择合适的金属材料,采用*的热处理方式提高弹性极限,来减小产生迟滞性。目前国内市场上普遍应用的弹性体材料为40CrNiMoA,它经过合理的热处理工艺能取得很好的的综合机械性能。称重传感器的应变计主要由敏感栅、基底、被覆层和引线等所组成。它是通过敏感栅的电阻应变效应,把弹性体的应变转变为阻值变化,如果材料本身就存在迟滞性的话,应变计也就存在着迟滞性。

  目前世界上有名的应变计厂家都在制造应变计时充分考虑到迟滞性,采用自补偿措施,以便把迟滞性减少到zui低的水平。这也是选择称重传感器时必须考虑的因素。弹性体和应变片组成好后,传感器还需要才用密封胶进行密封处理,主要是为固定线路和密封,防止外界环境对传感器性能的影响。从表面上看,密封胶在固化后是比较软的,相对弹性体的强度几乎可以忽略不计。如果在应用于小量程测力的场合,这个作用必须予以考虑。当很小力作为在弹性体上时,弹性体变形则很小,密封胶厚度就影响着发生的形变。一个好的称重传感器设计时,必须充分考虑到产品的迟滞性能,通过上面的分析,结合具体情况,可以明显减小迟滞的大小。

  小量程称重传感器的标定装置

  称重传感器是把重力负荷由机械量转换成电量的传感元件。因此,它是电子秤计量系统的基础环节。直接决定和影响测量精度和工作的稳定性。对于电子秤的制造厂家,经常需要检测校验所选配称重传感器的线性、重复性、(1~3个月)通电测试,从而观察评定其工作稳定可靠性。对于电子秤的使用厂家,由于称重传感器的工作环境比较恶劣,损坏、更换也比较经常。为了查找故障和选配新的称重传感器,也需对其性能进行检测。而这种检测一般不便送到称重传感器生产厂进行。所以,提供适用的简单实用检测装置很有必要。

  一、标定装置由挂码架、板凳架、砝码托钩和标准砝码组成。

  挂码架结构一般采用厚度为2.5mm左右的不锈钢板制作。但视其测量负荷的大小,板厚可相应调整,并也可采用普通钢板材料,但进行防锈处理,为保证刚度同时减小挂码重量,可在挂码架上打若干小孔。挂码架压头与称重传感器压头的接触面须做成球面,以起自动调心并与传感器压头成点接触状态。挂码架与砝码托钩的接触处,须做成刀刃状或圆弧面,以保证力作用线垂直通过中心线,并不受摩擦阻力影响。如果能把挂码架和砝码托钩的重量凑成一个整数更好,因为这样标定装置自重的影响量就有定量。板凳架的结构应注意稳固性,承放称重传感器的上面板须平整,厚度不小于15mm,以保证承载面具有足够的刚度。砝码托钩一般做成有托板的吊钩,但亦可据砝码挂放的方式做相应的结构设计。所采用的砝码一般应用标准砝码,从而保证测量精度。

  二、标定校验方法步骤

  1,把板凳架放置在稳固无弹性基础上,板凳架放置称重传感器的平面应基本水平。

  2,利用垫板把称重传感器固定在板凳架上。

  3,套上挂码架,并使挂码架的压头正压在传感器的压头上。

  4,把砝码托钩挂到挂码架上。

  5,接通称重传感器的供桥电源,输出与高精度的毫伏表(精度应高于传感器标称精度的70%)相接(必要时亦可以测量电流输出值)。

  6,根据传感器的量程大小和需要测定的点数,向砝码托钩上逐级加载(砝码)和卸载,记录传感器输出数据。从而可检测传感器的零点输出、线性精度、重复性精度和回差等性能指标,自然可判定传感器是否正常和优劣。

  对于拉(力)式称重传感器检测,不需用挂码架。把传感器直接挂在板凳架承载面背面的吊钩上,下面与砝码托钩挂接。其余步骤与上述的压(力)式传感器测量方法相同。

  该检测装置具有以下特点:

  1,装置简单,占空间小,可自行制作。

  2,由于以标准砝码为载荷,采用直接加载测量方式,并有自动调心作用。所以,测量准确性好。

  3,即可单点测量,也可多点测量;即可检测加载数据,也可检测卸载数据,并可*进行有载模拟试验。功能齐全、操作灵活、简单方便。

  4,该装置zui适用于小量程称重传感器检测标定,特别是测量上限在200kg的传感器更为理想。

  传感器技术

  传感器是指能感受规定的被测量,并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。

  我国国家标准(GB7665-2005)对传感器的定义是:“能感受被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置”。

  传感器作为信息获取的重要手段,与通信技术和计算机技术共同构成信息技术的三大支柱。

  作用:利用物理效应.化学效应.生物效应,把被测的物理量、化学量、生物量等非电量转换成电量。

  传感器技术的应用领域

  传感器技术是实现测试与自动控制的重要环节。在测试系统中,被作为一次仪表定位,其主要特征是能准确传递和检测出某一形态的信息,并将其转换成另一形态的信息。

  具体地说传感器是指那些对被测对象的某一确定的信息具有感受(或响应)与检出功能,并使之按照一定规律转换成与之对应的可输出信号的元器件或装置。如果没有传感器对被测的原始信息进行准确可靠的捕获和转换,一切准确的测试与控制都将无法实现,即使zui现代化的电子计算机,没有准确的信息(或转换可靠的数据),不失真的输入,也将无法充分发挥其应有的作用。

  传感器种类及品种繁多,原理也各式各样。其中电阻应变式传感器是被广泛用于电子秤和各种新型机构的测力装置,其精度和范围度是根据需要来选定的过高的精度要求对某种使用也无太大意义,过宽的范围度也会使测量精度降低,而且会造成成本过高及增加工艺上的困难,因此,应根据测量对象的要求,恰当地选择精度和范围度是至关重要的。但无论何种条件、场合使用的传感器,均要求其性能稳定,数据可靠,经久耐用。为此,在研究高精度传感器的同时,必须重视可靠性和稳定性的研究。

  目前,包括床暗器的研究、设计、试制、生产、检测与应用等诸项内容在内的传感器技术,已逐渐形成了一门相对独立的专门学科。

  一般情况下,由于传感器设置的场所并非理想,在温度、湿度、压力等效应的综合影响下,可引起传感器零点漂移和灵敏度的变化,已成为使用中的严重问题。虽然人们在制作传感器过程中,采取了温度补偿及密封防潮的措施,但它与应变片、粘帖胶本身的高兴能化、粘帖技术的精确和熟练、弹性体材料的选择及冷、热加工工艺的制定均有密切的关系,哪一方面都不能忽视,都需精心设计和制作。同时,还须注意传感器的安装方法,支撑结构的设置,如何克服横向力等问题。

 

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