称重传感器的主要分类有哪些?

 新闻资讯     |      2022-10-26 17:05:24    |      小编

根据转换方法,称重传感器分为光电式、液压式、电磁力式、电容式、磁极变形式、振动式、陀螺仪式、电阻应变式等8类。其中电阻应变应用最为广泛。


光电型。


包括光栅式和码盘式两种。


光栅传感器利用光栅形成的莫尔条纹将角位移转换为光电信号,有两个光栅,一个是固定光栅,另一个是安装在表盘轴上的移动光栅。加入称重台上的测量对象通过传动杠杆系统旋转表盘轴,驱动移动光栅旋转,使莫尔条纹相应移动。利用光电管、转换电路和显示仪表,可以计算移动的莫尔条纹数量,测量光栅旋转角度的大小,从而确定和读取被测物体的质量。


代码盘传感器(图3)的代码盘(符号板)是安装在表盘轴上的透明玻璃,上面有黑白代码,按照一定的编码方法编码。当通过传力杠杆旋转根重台上的测量对象时,代码盘也会以一定角度旋转。光电池通过代码盘接收光信号并将其转换为电信号,然后通过电路进行数字处理,最后在显示器上显示代表测量质量的数字。光电传感器主要用于机电结合秤。


液压式。


当受到被测物体重力P的影响时,液压油的压力增大,增大程度与P成正比。通过测量压力的增大值来确定被测物体的质量。液压传感器结构简单牢固,测量范围大,但精度一般不超过1/100。


电磁力型。


它利用承重平台上的负载和电磁力平衡的原理。当测量对象放置在承重平台上时,杠杆的一端向上倾斜;光电部件检测倾斜信号,放大后流入线圈,产生电磁力,使杠杆恢复到平衡状态。通过数字转换产生电磁平衡力的电流,可以确定测量对象的质量。电磁力传感器精度高,可达1/2000~1/60000,但称重范围仅在几十毫克至10公斤之间。


电容式。


它利用电容器振荡电路的振荡频率F与电极板之间的间距d之间的成比例关系。电极板有两个,一个是固定的,另一个是可移动的。当承重台装载被测物体时,板弹簧偏转,两个电极板之间的距离发生变化,电路的振荡频率也发生变化。通过测量频率的变化,可以找到音叉台上被测物体的质量。电容式传感器耗电少,成本低,精度为1/200~1/500。


磁极变形式。


当铁磁元件在被测物体重力的作用下发生机械变形时,会产生内部应力并导致磁导率变化,从而改变铁磁元件(磁极)两侧的二次线圈的感应电压。通过测量电压的变化,可以找到增加到磁极的力,从而确定被测物体的质量。磁极变形传感器的精度不高,一般为1/100,适用于大吨位称重工作,称重范围为数十至数万公斤。


振动型。


弹性元件受力后,其固有振动频率与作用力的平方根成正比。通过测量固有频率的变化,可以找到作用于弹性元件的被测物体的力,然后找到其质量。振动传感器有两种:振动弦型和声叉型。


振动弦传感器的弹性元件是弦丝。当测量对象添加到承重台时,V形弦丝的交点向下拉,左弦的张力增大,右弦的张力减小。两两成的固有频率变化不同。找出两个弦的频率差,就可以找到测量对象的质量。振动弦传感器精度高,可达1/1000~1/10000,称重范围为100g至数百公斤,但结构复杂,加工难度大,成本高。


音叉传感器的弹性元件是音叉。压电元件固定在音叉端,以音叉的固有频率振荡,振荡频率可以测量。当测量对象添加到承重台时,由于声叉的拉伸方向受力,固有频率增加,增加程度与施加力的平方根成正比。通过测量固有频率的变化,可以找到重物施加在音叉上的力,然后找到重物的质量。音叉传感器功耗小,测量精度高达1/10000~1/200000,称重范围为500g~10kg。


陀螺仪式。


转子安装在内部框架中,以角度ω绕X轴稳定旋转。内部框架通过轴承与外部框架连接,并可绕水平轴Y倾斜旋转。外部框架通过通用联轴器与底座连接,并可绕垂直轴Z旋转。转子轴(X轴)在没有外力的情况下保持水平。当外力(P/2)作用时,转子轴的一端倾斜并绕垂直轴Z旋转(进入)。进入角速度ω与外力P/2成正比。通过检测频率测量ω,可以计算外力的大小,从而计算产生外力的被测物体的质量。


陀螺仪式传感器响应时间快(5秒),无滞后现象,温度特性好(3ppm),振动影响小,频率测量精度高,因此可获得高分辨率(1/100000)和高测量精度(1/30000~1/60000)。


电阻应变式。


使用电阻应变片变形的原理。它主要由四个部分组成:弹性元件、电阻应变片、测量电路和传输电缆。传输电缆。电阻应变片粘贴在弹性元件上。当弹性元件受力变形时,其上的应变片变形,导致电阻变化。测量电路测量应变片电阻的变化,并将其转换为与外力成比例的电信号输出。电信号的质量以数字形式显示。


电阻应变传感器的称重范围为几十克到几百吨,测量精度为1/1000~1/10000,结构简单,可靠性好,大多数电子称重器都采用这种传感器。