称重传感器的分类

称重传感器按换算方法分为光电式、液压式、电磁力式、电容式、磁极变形式、振动式、陀螺仪式式、电阻应变式八大类,其中电阻应变式应用最为广泛。包括光栅型和码盘型。

光栅传感器利用光栅形成的莫尔条纹将角位移转化为光电信号(图2)。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。加在承载平台上的被测物体通过传力杠杆系统使刻度盘轴转动,带动动光栅转动,使莫尔条纹随之运动。利用光电池、转换电路和显示仪表,可以计算出已移动的莫尔条纹数,测量出光栅的旋转角度,从而确定并读出被测物体的质量。

码盘传感器(图3)的码盘(符号板)是安装在表盘轴上的透明玻璃,上面有按照一定编码方法编码的黑白码。当承载平台上的被测物体通过传力杠杆转动刻度盘轴时,码盘也转动一定角度。光电池会通过码盘接收光信号并转换成电信号,然后由电路进行数字处理,最后在显示器上显示出代表被测质量的数字。光电传感器过去主要用于机电组合秤。它的工作原理是利用电容振荡电路的振荡频率f与极板间距d之间的正比关系(图6)。有两个极板,一个是固定的,另一个是活动的。当测试对象加载在承载平台上时,板簧发生挠曲,两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得到承载台上被测物体的质量。电容式传感器功耗小,成本低,精度为1/200 ~ 1/500。

主要优势

电阻、电感和电容是电子技术中的三种无源元件。电容式传感器是将测量的变化转化为电容变化的传感器,本质上是一个参数可变的电容器。

电容式传感器具有以下优势:

(1)高阻抗、低功耗和低输入能量。

(2)可以获得大的变化,因此具有高的信噪比和系统稳定性。

(3)动态响应快,工作频率可达几兆赫,在厚B接触测量中被测对象可以是导体或半导体。

(4)结构简单,适应性强,能在高低温、强辐射等恶劣环境下工作,应用广泛。

随着电子技术和计算机技术的发展,电容传感器易受干扰、分布电容等缺点被不断克服,出现了容栅位移传感器和集成电容传感器。因此广泛应用于非电量测量和自动检测,可以测量压力、位移、转速、加速度、A度、厚度、液位、湿度、振动、成分含量等参数。电容式传感器具有良好的发展前景。

主要缺点缺点1:输出阻抗高,负载能力差。

缺点2:非线性输出特性

缺点三:寄生电容影响大弹性元件受力后,其固有振动频率与受力的平方根成正比。通过测量固有频率的变化,可以求出被测物体作用在弹性元件上的力,进而求出其质量。振动传感器有两种:振弦传感器和音叉传感器。

振弦式传感器的弹性元件是弦线。当被测物体加到承台上时,V形弦的交点被拉下,左弦的张力增大,右弦的张力减小。两根弦的固有频率变化不同。找出两根弦的频率之差,就可以求出被测物体的质量。振弦式传感器精度高,可达1/1000 ~ 1/10000,称重范围为100克到几百公斤,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。音叉的末端固定有压电元件,压电元件以音叉的固有频率振荡,可以测量振荡频率。当被测物体加在承载平台上时,音叉的固有频率因张力方向而增大,增大的程度与所受作用力的平方根成正比。通过测量固有频率的变化,可以得到重物对音叉的作用力,进而得到重物的质量。音叉传感器功耗小,测量精度高达1/10000 ~ 1/200000,称重范围为500 g ~ 10 kg。如图10所示,转子安装在内框架中,绕X轴稳定旋转,角速度ω。内框架通过轴承与外框架连接,可绕水平轴y倾斜旋转,外框架通过万向联轴器与机座连接,可绕垂直轴z旋转,无外力作用时转子轴(X轴)保持水平。当外力(P/2)作用在转子轴的一端时,它倾斜并绕垂直轴Z旋转(进动)。进动角速度ω与外力P/2成正比。通过检测频率来测量ω,就可以计算出外力的大小,进而计算出产生这个外力的被测物体的质量。

陀螺仪传感器具有响应时间快(5秒)、无迟滞、温度特性好(3ppm)、受振动影响小、测频精度高等优点,因此可以获得高分辨率(1/100000)和高测量精度(1/30000 ~ 1/)。1.定义

数字称重传感器是一种将重力转换成电信号的机电转换装置。主要是指一种集电阻应变称重传感器、电子放大器(AMC)、模数转换技术(ADC)和微处理器(MCU)于一体的新型传感器。

2.功能和应用

数字称重传感器和数字测量仪器技术的发展逐渐成为称重技术领域的新宠,其调试简单高效、现场适应性强等优点正在该领域崭露头角。

3.s型定义

如图所示,S型称重传感器是最常见的传感器之一,主要用于测量固体之间的张力和压力。它通常也被称为张力和压力传感器。因为它看起来像一个S形,习惯上也被称为S型称重传感器。该传感器由合金钢制成,采用胶粘密封保护,安装使用方便,适用于吊秤、配料秤、机械秤等电子称重系统。