应变式力传感器的工作原理及调节方法

 新闻资讯     |      2022-11-11 17:45:42    |      小编

力传感器通常将力转换成与力成正比的电信号,使用非常方便,因此被广泛应用于包括工程领域在内的各个领域。力传感器的种类很多,根据物理效应和检测原理的不同,可分为电阻应变式、压电式、压电式和振弦式力传感器。


1.应变式力传感器


在力传感器中,应变型力传感器被广泛使用。可应用于分分钟的动态和静态力测量,测量精度高。


应变式力传感器的工作原理与应变式压力传感器基本相同,由弹性敏感元件和附在其上的应变仪组成。应变式力传感器通过将测量的力转换为弹性体的应变并利用电阻应变效应测量应变来间接测量力的大小。弹性元件的结构模式包括圆柱、圆柱、环形、梁形、辐条形和S形。


应变片放置和桥接方法与提高传感器灵敏度和消除有害元素的影响有很大关系。根据桥的加减特性和弹性元件的受力特性,如果贴片位置允许,可以安装4个或8个应变片,位置应在大弹性元件的中间。失真。


(1)圆柱形应变式力传感器


范围宽达10MN。对于小载荷(1-100kN),空心圆柱体用于方便应变片安装,减少载荷偏心和侧向力分量引起的弯曲效应,提高灵敏度。四个应变片的安装位置和方向,应使其中两个感受纵向应变,另外两个感受横向应变(因为纵向和横向应变相反)。


式(1)中,E为材料的弹性模量,S为圆柱体的横截面积,μ为材料的泊松比。


在理论测量中,测得的力不能完全沿着圆柱体的轴线作用,而总是相对于轴线形成微小的角度或微小的偏心。这使得弹性圆柱不仅受到纵向力的作用,而且还返回它受侧向力和弯矩的影响,影响测量精度。


(2)辐条力传感器


简单的柱子、圆柱体和梁等弹性元件是根据法向应力与载荷的关系来测量的,并且具有不易测量的缺陷。削弱。为了进一步提高力传感器的性能和测量精度,力传感器必须能够承受偏心、侧向力和过载。自1970年代以来,剪切应力传感器已成功开发。图2是较常用的辐条式剪应力传感器的结构示意图。


1、称重传感器安装过程中,必须垂直或水平安装。小量程称重传感器在安装过程中应小心处理。严禁敲打、敲打或跌落。如果传感器受力面与螺钉连接,则应注意拧紧螺钉过程中的手势,应握住手传感器的一侧,螺钉不宜过紧。


2、测力传感器在受力过程中,作用在测力传感器上的力应尽量与测力传感器的受力轴重合。不得出现偏心载荷、侧向力和其他受力情况。


3、严禁对装有称重传感器的设备进行电焊。电焊的强电流会损坏称重传感器的内部电路。


4、在测量过程中,施加在传感器上的力一般为满量程的80%,这是非常好的,无论传感器是否通电都不能超量程使用,严禁使用。无论是否开启,称重传感器上的力都不能超过传感器的范围。


5、测力传感器是精密的电子元件。使用过程中,必须注意确保不与水接触,不进水。如果水进入传感器内部,则会在传感器内部产生短路。烧毁内部电路和直接传感器。因此,当在潮湿的地方使用时,必须对传感器进行充分的防水保护。


6、称重传感器的工作温度为-10~65°C。使用的传感器的温度范围不能超过这个范围。温度过高或过低都会直接损坏传感器。


7.称重传感器线应牢固连接。不要接触其他金属导体。


8、如果订购多个称重传感器并与信号放大器等设备配套使用,请按标签上标明的数量逐个使用,不要随意连接。


9、称重传感器和信号放大器一起使用时(如安装在电机、变频器等其他高压设备上时),屏蔽线应连接充分,起到屏蔽保护作用。


10、信号放大器调试方法:传感器0到满量程对应放大器0-10V。通常,当传感器空载时,放大器的输出应为0V。如果传感器没有回到原来的位置,可能会因为安装或其他原因归零。调整放大器的内部电位器处理。


调理方法:先给放大器加24V电源,然后用万用表测量放大器的输出。万用表的红线连接到放大器的输出(OUT),黑线连接到放大器的输出(OUT)。万用表连接到放大器的公共端(0V)。看测量的输出电压值(传感器和放大器输出的对应关系是线性的,从0到满量程,对应0到10V输出)。零输出电压值可以通过调节调零电位器按钮来调节。


11.根据现场情况,在安装称重传感器后,贴上一些警告标签(不要推,不要触摸等)。用身体的任何其他部位压在传感器上,可能会使传感器过载并损坏传感器。


辐条力传感器由轮辋、轮毂、辐条和应变仪组成。一对辐条对称地连接轮辋和轮毂,当外力作用在轮毂的顶面和底面时,矩形辐条变形为如图(b)所示的平行四边形。构造与外力成比例的剪应变。这种剪应变可以引起两个垂直于中性轴的正应力,正应力和负应力,即由剪应力引起的拉应力和压应力。因此,辐条式传感器感应拉应力和压应力,因为应变仪安装在与剪切应力相对应的位置。然而,应变不是由弯曲距离产生的,而是主要由剪切力产生的,这是这类传感器的基本工作原理。这种类型的传感器的一个很大的优点是它能够承受过载,可以承受额定范围的数倍。此外,它还耐偏心和侧向力,精度在0.1%以内。