Ağırlık kuvveti sensörü

Ağırlık kuvveti sensörü

Ağırlık kuvvet sensörü, yerçekimini elektrik sinyaline dönüştüren bir cihazdır.

Yaygın türler arasında direnç gerilme türü, elektromanyetik kuvvet türü ve kapasans türü vardır. Bu türden direnç gerilme türü, basit yapısı nedeniyle yaygın olarak kullanılır.yüksek doğruluk ve geniş uygulama yüzeyi.

İlke
Direniş gerginlik tartma sensörü, bu ilkeye dayanır: elastomer (elastik eleman, hassas kiriş) dış kuvvetin etkisi altında elastik deformasyon,Deformasyonla birlikte direnç gerginlik ölçümünün yüzeyinde yapıştır (devrim elementi), direnç gerginlik ölçer] deformasyon, direnci değişecek (artıyor veya azalıyor),sonra direnç değişikliğine karşılık gelen ölçüm devresini elektrik sinyali (teglik veya akım)Dış kuvvetin elektrik sinyaline dönüştürülmesini tamamlamak için.

Direniş gerginlik ölçümünün, elastomer ve algılama devresinin, direniş gerginlik tartma sensörünün birçok vazgeçilmez parçası olduğunu görebilirsiniz.

Aşağıdaki üç yön kısaca ele alınır.

Birincisi, direnç gerim ölçer. Gerim ölçer, organik bir malzemeden yapılmış substrat üzerinde dağıtılan bir direnc tel makinesi, yani bir gerim ölçer haline gelir.

Kendisinin önemli bir parametre duyarlılık katsayısı, k.

Anlamı hakkında konuşalım.

Uzunluğu l olan, çapraz kesimi r yarıçaplı dairesel, alanı s olarak işaretlenmiş ve direnci ρ olarak kaydedilen bir metal direnç tel var.Bu malzemenin Poisson katsayısı μ'dir..

Direnç telin dış kuvvet tarafından etkilenmediği zaman, direnci değeri r: r = ρ l / s (Ω) (2-1) uçları f kuvveti tarafından etkilendiğinde uzayacak, yani deformasyon yapacak.

Uzunluğu Δ l, kesit alanı küçülür, yani kesit dairesinin yarıçapı Δ r azalır.

Ek olarak, metal direnç telinin dirençliliğinin deformasyon sonrasında değişeceğini, Δρ olarak kaydedildiğini kanıtlayabilir.

Formül (2- -1), yani direnç telinin değişmesinden sonra direnç değerinin ne kadar değiştiğini gösterir.

D r = Δρ l / s + Δ l ρ / s Δ s ρ l / s2 (2-2) formülüyle (2- -1) kaldırma formülü (2- -2) ile Δ r / r = Δρ / ρ + Δ l / l Δ s / s (2-3) ek olarak,Telin çapraz kesim alanının, s = π r2, o zaman Δ s = 2 π r * Δ r, yani Δ s / s = 2 Δ r / r (2-4) malzeme mekaniğinden biliyoruz Δ r / r = - μ Δ l / l (2-5), eksi işareti uzatma gösterdiğinde,Yarıçap yönü küçültülmüştür..

μ, malzemenin yan etkisinin Poisson katsayısıdır.

(2-4) (2-5) formülü (2- -3), Δ r / r = Δρ / ρ + Δ l / l + 2 μΔ l / l = (1 + 2 μ (Δρ / ρ) / (Δ l / l)) * Δ l / l = k * Δ l / l (2-6) where k = 1 + 2 μ + (Δρ / ρ) / (Δ l / l) (2-7) (2-6)) illustrates the relationship between resistance strain gauge resistance (resistance relative change) and resistance wire elongation (length relative change).

Duyarlılık katsayısı k değerinin büyüklüğünün, metal dirençli tel malzemesinin özellikleri tarafından belirlenen bir sabit olduğunu belirtmek gerekir.Gerginlik ölçümünün şekli ve büyüklüğüyle ilgisi yok., farklı malzemelerin k değeri genellikle 1,7 ile 3 arasında değişir.6; k değeri bir büyüklüktür, yani boyutu yoktur.

Malzemelerin mekaniğinde Δ l / l bir gerginlik olarak adlandırılır ve ε olarak kaydedilir. Bu, esnekliğin genellikle çok büyük olduğunu gösterir.ile kaydedildi.

Bu şekilde, formül (2- -6) sıklıkla şöyle yazılır: Δ r / r = k ε (2- -8), iki, elastomer elastomer özel bir şekle sahip bir yapısal parçadır.

Birincisi, tartma sensörünün dış kuvvetini taşır ve göreceli statik dengesi elde etmek için dış kuvvete tepki kuvveti üretir.Yüksek kaliteli bir gerginlik alanı (are) üretir., böylece bu bölgeye yapıştırılmış direnç gerginlik ölçer gerginlik tarihi elektrik sinyali dönüşüm görevini tamamlamak için idealdir.

Gerginlik dağılımını tanıtmak için sb serisi tartma sensörünün elastomerini örnek alın.

Çukurlu küboid bir kantilever.

Çukurun alt merkezi saf kesme stresine maruz kalır, ancak üst ve alt kısımlar germe ve basınç stresine sahip olacaktır.

Eğer gerilim ölçer burada sıkışırsa, gerilim ölçerinin üst yarısı gerilecek ve direniş değeri artacak.gerginlik ölçümünün alt yarısı sıkıştırılırken direnç değeri azaltılır.

Çukurun altındaki merkezi nokta için gerginlik ifadesi aşağıda listelenmiştir ve artık türetilmemiştir.

ε = (3q (1 + μ) / 2 eb) * (b (h2-h2) + bh 2) / (b (h3-h3) + bh 3) (2-9) burada: q- kesimindeki kesme gücü; e - Young modülü: μ - -Poisson katsayısı; b, b, h,h- - ışının geometrik boyutu.

Yukarıda analiz edilen stres durumlarının tümünün "yerel" vakalar olduğunu, gerginlik ölçümünün aslında "ortalama" durumu hissettiğini belirtmek gerekir.

Üç, algılama devresinin işlevi, gerginlik ölçümünün direncini çıkış voltajına dönüştürmektir.

Çünkü köprünün birçok avantajı var, örneğin sıcaklık değişimlerinin etkisini engelleyebilir, yan kuvvet müdahalelerini engelleyebilir,Ağırlama sensörünün telafi problemini kolayca çözebilir, bu nedenle köprü ağırlıklandırma sensöründe yaygın olarak kullanılmıştır.

Tam köprü eşit kol köprüsü en yüksek hassasiyete sahip olduğundan, her kolun parametreleri tutarlıdır ve çeşitli müdahalelerin etkisi birbirini dengelemek kolaydır,Bu yüzden tartma sensörü tam köprü eşit kol köprüsü benimsiyor.

Hizmet ortamı
Ağırlık yük hücresi aslında kütle sinyalini bir ölçüme dönüştüren bir elektrik sinyali çıkış cihazıdır.

İlk olarak sensörün doğru seçimi için çok önemli olan sensörün gerçek çalışma ortamını göz önünde bulundurmak için, sensörün normal çalışması ile ilgilidir.Güvenliği ve kullanım ömrü, hatta tüm tartım cihazının güvenilirliği ve güvenliği.

Genel olarak, yüksek sıcaklık ortamı kaplama malzemesinin, lehimli eklemlerin erimesine ve elastomerlerin gerilmesinde yapısal değişikliklere neden olur; toz ve nem sensörü etkiler;Sensör elastomeri hasar görmüş veya kısa devreye girmiştir.Elektromanyetik alan sensörün çıkışına müdahale eder.

Uygun çevresel faktörler altında, gerekli tartım gereksinimlerini karşılamak için uygun kuvvet tartım sensörünü seçmeliyiz.

Karşılaştır
Direniş gerginlik yükü tartma sensörü genellikle çeşitli elektronik tartma için tartma sensörü olarak adlandırılır ve deneysel yükü veya kuvveti ölçmek için kullanılan kuvvet sensörü olarak adlandırılır,İki yapının şekli, üretim süreci aynıdır, ancak kullanımda, hassas kalibrasyon ve gereksinimlerde veya çok fazla spesifik fark vardır.

Ölçek sensörünün sıfır sürüklenmesi için, genellikle uzun vadeli istikrarın performansı eklenmez, ancak uzun vadeli istikrarın uzun vadeli performansı.

Direnç gerilme sensörü, malzeme test makinelerinin referans yükü olarak kullanıldığında,Yük sensörünün nominal yükünün 1 / 100 'ü genellikle malzeme test makinesi kullanım alanı olarak alınır.

Bu noktada, test makinesinin gösterme doğruluğu %1'dir.]]