称重传感器是工程使用中*多的传感器之一,开展前史也*早。它是将分量信号或压力信号转换成电量信号的一种设备。称重传感器外形结构多样,有柱形、S形、长方形、单孔、双孔等等,但原理基本上都差不多,都是采用金属电阻应变片构成丈量桥路,当有分量压在上面的时分,电阻丝发生形变,导致电阻添加,它们之间是简直线性改变联系,由此能够推断出分量的巨细。下面说下惠斯登电桥中把应变片电阻改变转换成电压改变的进程。 设:电桥的输入鼓励电压为Ei, 则电桥的输出电压△E0为: △E0=Ei×[(R1R3-R2R4)/(R1+R2)(R3+R4)] 设电桥中四个电阻初始值持平,即 R1=R2=R3=R4, 则△E0=0。 当受到外力效果后,设电阻值R1应变后的电阻改变为R+△R,则电桥的输出电压△E0为: △E0=Ei[△R/(4R+2△R)]≌(△R/4R)Ei (R>>△R) 由于△R=R×K0×ε,所以 △E0=(Ei×K0×ε)/4 例如,设K0=2,ε=1000×0.000001,Ei=1V 则:△E0=(1×2×1000×0.000001)/4=0.5mV 式中 K0=系数(通常为2) ε=应变系数(通常为500×0.000001~2000×0.000001;相当于10~40Kgf/mm2。) 为了添加电桥的视在输出,大多都将电桥设计成4枚应变片都受力效果的方式(4个作业片)。 此时△E0=0.5mV×4=2mV 称重传感器在制作进程中,为了改进它的功能指标,特别是温度对传感器输出的影响,需要对应变电路进行附加的零点和灵敏度温度抵偿。此外,还需要添加各种抵偿电阻。 零点抵偿也即是减小电桥零点受温度改变的巨细,所以,除了应变片自身的温度自抵偿外,还需加入了电阻温度系数和电桥中应变片的温度系数不一样的电阻元件,来加强抵偿效果,让传感器的零点漂移变小。 灵敏度抵偿是为了减小输出电压受温度改变的巨细,也即是抵偿弹性体的弹性系数和应变片的灵敏度系数受温度改变的巨细。所以,在电桥中串联两个和电桥温度抵偿效果相同的电阻。电路中的其它电阻用于维持电桥的初始平衡,将传感器额外输出和输入电阻等参数调整到规则的数值。 如今,国内称重传感器现已趋向老练,尽管方式多样,但万变不离其宗,原理都差不多,电路抵偿是传感器有必要具有的一部分,它对改进传感器的功能有很大帮助,这也是许多厂家进步产品功能的浅显做法。 |