เครื่องตรวจจับแรงน้ําหนัก

เครื่องตรวจจับแรงน้ําหนัก

เครื่องตรวจจับแรงชั่งเป็นอุปกรณ์ที่แปลงแรงโน้มถ่วงเป็นสัญญาณไฟฟ้า โดยใช้ในเครื่องชั่งอิเล็กทรอนิกส์เพื่อรับรู้การแปลงแรง-ไฟฟ้า

ประเภททั่วไปประกอบด้วยประเภทความกดความต้านทาน ประเภทแรงแม่เหล็กไฟฟ้า และประเภทความจุ โดยในนั้นประเภทความกดความต้านทานถูกใช้อย่างแพร่หลาย เนื่องจากโครงสร้างที่เรียบง่ายความแม่นยําสูงและพื้นที่ใช้งานกว้าง.

หลักการ
เครื่องตรวจจับความตึงแรงต่อต้านการชั่งโดยใช้หลักการดังนี้: อีลาสโตเมอร์ (ธาตุยืดหยุ่น, ราศีที่มีความรู้สึก) ภายใต้การกระทําของแรงภายนอกแพสต์บนพื้นผิวของเครื่องวัดความตึงของความต้านทาน (องค์ประกอบการแปลง) ด้วยการบิดเบือนเช่นกัน, การปรับปรุงความแข็งแรงของเครื่องวัดความยืดจากนั้นวงจรการวัดที่ตรงกับการเปลี่ยนแปลงความต้านทานเป็นสัญญาณไฟฟ้า (แรงดันหรือกระแส), เพื่อสรุปกระบวนการของการแปลงแรงภายนอกเป็นสัญญาณไฟฟ้า

มันสามารถเห็นได้ว่าเครื่องวัดความตึงของความต้านทาน, อีลาสโตเมอร์และวงจรตรวจจับเป็นส่วนที่จําเป็นหลายส่วนของเซ็นเซอร์การชั่งความตึงของความต้านทาน

พิจารณาสามประเด็นต่อไปนี้อย่างสั้น

หนึ่ง, เครื่องวัดความตึงกันแรง เครื่องวัดความตึงกันแรง เป็นเครื่องจักรสายกันแรงกระจายบนพื้นฐานที่ทําจากวัสดุอินทรีย์, นั่นคือกลายเป็นเครื่องวัดความตึงกันแรง

ปริมาตรสําคัญของตัวเองคือสัมผัสสัมผัส k

ลองพูดถึงความหมายของมัน

มีสายความต้านทานโลหะ ความยาวเป็น l ส่วนตัดข้ามเป็นวงกลมประมาณรัศมี r พื้นที่ของมันมีเครื่องหมายเป็น s และความต้านทานของมันบันทึกเป็น ρคอเปิเซนต์พอยส์สันของวัสดุนี้คือ μ.

เมื่อสายความต้านทานไม่ได้ถูกผลักดันโดยแรงภายนอก, ค่าความต้านทานของมันคือ r: r = ρ l / s (Ω) (2-1) เมื่อปลายของมันถูกผลักดันโดยแรง f, มันจะยืดยาว, นั่นคือการปรับปรุง.

ให้ความยาวของมัน Δ l, พื้นที่ตัดข้ามของมันลดลง, นั่นก็คือรัศมีของวงกลมตัดของมันลดลง Δ r.

นอกจากนี้, มันสามารถพิสูจน์ว่าความต้านทานของสายความต้านทานโลหะจะเปลี่ยนแปลงหลังจากการปรับปรุง, บันทึกเป็น Δρ.

สูตร (2- -1) คือค่าความต้านทานจะเปลี่ยนแปลงมากแค่ไหนหลังจากสายความต้านทานเปลี่ยนแปลง

เรามี: Δ r = Δρ l / s + Δ l ρ / s Δ s ρ l / s2 (2-2) กับสูตร (2- -1) สูตรการลบ (2- -2) เพื่อให้ได้ Δ r / r = Δρ / ρ + Δ l / l Δ s / s (2-3) นอกจากนี้เรารู้ว่า พื้นที่ตัดข้ามของสาย, s = π r2, แล้ว Δ s = 2 π r * Δ r, ดังนั้น Δ s / s = 2 Δ r / r (2-4) จากกลศาสตร์วัสดุเรารู้ว่า Δ r / r = - μ Δ l / l (2-5), เมื่อเครื่องหมายลบแสดงความยืดทิศทางรัศมีลดลง.

μ เป็นพิวสัน คอเฟกชั่นของผลข้างของวัสดุ

สูตร (2-4) (2-5) เป็น (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).

จําเป็นต้องสังเกตว่าขนาดของค่าสัมผัสสัมผัส k เป็นค่าคงที่ที่กําหนดโดยคุณสมบัติของวัสดุสายกันแรงโลหะมันไม่ได้เกี่ยวข้องกับรูปร่างและขนาดของเครื่องวัดความเครียด, ค่า k ของวัสดุที่แตกต่างกันโดยทั่วไประหว่าง 1.7 และ 3.6; ค่า k เป็นปริมาณ, นั่นก็คือมันไม่มีมิติ

ในกลไกของวัสดุ Δ l / l เรียกว่าความยืดหยุ่น, เขียนเป็น ε, ด้วยมันที่จะแสดงให้เห็นว่าความยืดหยุ่นมักจะใหญ่เกินไป, ไม่สะดวกมากที่จะมักจะเอาหนึ่งล้านของมันเป็นหน่วย,บันทึกว่า με.

โดยวิธีนี้ สูตร (2- -6) มักเขียนว่า: Δ r / r = k ε (2- -8), สอง, elastomer elastomer เป็นส่วนโครงสร้างที่มีรูปร่างพิเศษ

มันมีสองหน้าที่ อันดับแรกมันรับแรงภายนอกของเซ็นเซอร์ชั่งและผลิตแรงปฏิกิริยาบนแรงภายนอกเพื่อบรรลุสมดุลสแตติกสัมพันธ์มันผลิตสนามความยืด (พื้นที่) ที่มีคุณภาพสูง, ดังนั้นวัดความตึงกดความตึงกดที่ติดในพื้นที่นี้เป็นที่เหมาะสมในการดําเนินงานในการแปลงสัญญาณไฟฟ้าของวันความตึงกด.

เอาเอลาสโตเมอร์ของเซอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์สับเบอร์ส

คันติเลเวอร์ทรงลูกกลองที่มีรู

ส่วนกลางล่างของหลุมถูกเผชิญกับความเครียดการตัดเฉพาะ แต่ส่วนบนและส่วนล่างจะมีความเครียดการดึงและการกด

ทิศทางความเครียดหลักคือเทพการดึง และอันดับแรกคือการบด ถ้าเครื่องวัดความเครียดติดที่นี่ ครึ่งบนของเครื่องวัดความเครียดจะยืดและค่าความต้านทานเพิ่มขึ้นขณะที่ครึ่งล่างของเครื่องวัดความยืดหยุ่นจะถูกกดและค่าความต้านทานจะลด.

คําแสดงความยืดหยุ่นสําหรับจุดกลางที่ด้านล่างของหลุมถูกระบุด้านล่าง และไม่ได้นํามาใช้อีกต่อไป

ε = (3q (1 + μ) / 2 eb) * (b (h2-h2) + bh 2) / (b (h3-h3) + bh 3) (2-9) โดย: พลังการตัดบนส่วน q; e - โมดูลัสของยอง: μ - - พอยสัน คอเฟกชั่น; b, b, hh- คือขนาดทางกณิตศาสตร์ของรั้ว.

ควรสังเกตว่าภาวะความเครียดที่วิเคราะห์ข้างต้นทั้งหมดเป็นกรณี "ท้องถิ่น" ขณะที่เครื่องวัดความเครียดรู้สึกว่าเป็นภาวะ "เฉลี่ย"

สาม หน้าที่ของวงจรตรวจจับ คือการเปลี่ยนความต้านทานของเครื่องวัดความเครียด ให้เป็นแรงกดออก

เนื่องจากสะพานมีข้อดีมากมาย เช่น สามารถยับยั้งการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ สามารถยับยั้งการแทรกแซงแรงด้านสามารถแก้ปัญหาการชดเชยของเซ็นเซอร์ชั่งได้ง่าย, ดังนั้นสะพานได้ถูกใช้อย่างแพร่หลายในเซ็นเซอร์การชั่ง

เนื่องจากสะพานเต็มเท่ากันสะพานแขนมีความรู้สึกสูงสุด ปริมาตรของแต่ละแขนที่สอดคล้องกันและอิทธิพลของความรบกวนต่าง ๆ เป็นเรื่องง่ายที่จะชําระกันดังนั้นเซ็นเซอร์การชั่งใช้สะพานเต็มเท่าสะพานแขน.

สภาพแวดล้อมบริการ
เซลล์ภาระการชั่ง คืออุปกรณ์ส่งสัญญาณไฟฟ้าที่นําสัญญาณมวลไปสู่การวัด

ก่อนอื่นต้องพิจารณาสภาพแวดล้อมการทํางานของเซ็นเซอร์ ซึ่งเป็นสิ่งสําคัญสําหรับการเลือกเซ็นเซอร์ให้ถูกต้องความปลอดภัยและอายุการใช้งาน, และแม้แต่ความน่าเชื่อถือและความปลอดภัยของอุปกรณ์ชั่งทั้งหมด

โดยทั่วไปสภาพแวดล้อมอุณหภูมิสูงทําให้วัสดุการเคลือบ, สายเชื่อมผสมและการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างในความเครียดของ elastomer; ฝุ่นและความชื้นมีผลต่อเซ็นเซอร์;อีลาสโตเมอร์เซนเซอร์เสียหายหรือตัดสั้น; สนามไฟฟ้าแม่เหล็กขัดขวางการออกของเซ็นเซอร์

ภายใต้ปัจจัยสิ่งแวดล้อมที่ตรงกัน เราต้องเลือกเซ็นเซอร์การชั่งแรงที่ตรงกัน เพื่อตอบสนองความต้องการในการชั่งที่จําเป็น

เทียบ
เครื่องตรวจวัดแรงดันความต้านทานที่มักเรียกว่า เครื่องตรวจวัดการชั่งสําหรับการชั่งอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ และใช้ในการวัดภาระหรือแรงทดลองที่เรียกว่า เครื่องตรวจวัดแรงแม้ว่ารูปของโครงสร้างสอง, กระบวนการผลิตคือเหมือนกัน, แต่การใช้งาน, calibration ความแม่นยําและความต้องการหรือมีความแตกต่างเฉพาะอย่างมาก.

สําหรับการเคลื่อนไหวศูนย์ของเซ็นเซอร์ระดับ การทํางานของความมั่นคงระยะยาวโดยทั่วไปไม่ได้เพิ่มขึ้น แต่ในการทํางานระยะยาวของความมั่นคงระยะยาว

เมื่อเซ็นเซอร์ความตึงแรงต่อต้านถูกใช้เป็นภาระมาตรฐานของเครื่องทดสอบวัสดุ1 / 100 ของภาระนามของเซ็นเซอร์ภาระโดยทั่วไปจะนําเป็นกรอบการใช้งานของเครื่องทดสอบวัสดุ.

ในเวลานี้ ความแม่นยําของการแสดงของเครื่องทดสอบสามารถรับประกันได้ว่าเป็น 1%]]