高精度压力传感器称重传感器的几种参数,让你一目了然
2020-04-14

称重传感器的参数

丽景应变式称重传感器按所称量的参数可分为正应力型(测量拉伸、压缩和弯曲应力)和切应力型(测量剪切应力产生的两个拉压成双的主应力)两大类。

圆板式称重传感器参数

圆板式称重传感器的弹性元件测量的是圆平板的弯曲压力。可设计成拉式,压式和薄型蝶式结构。拉式和蝶式弹性元件示意图: 

高精度压力传感器称重传感器的几种参数,让你一目了然

圆板式称重传感器的特点是结构比较简单使用面积紧凑,体积小,外形高度低;抗侧向冲击和偏心载荷的能力强;形状结构一般为圆形易生产工艺加工简单而且达到的精度等级较高。缺点是固有线性较差,理论计算比较复杂。

由于圆板式弹性元件在压向载荷作用下,最大挠度w远远小于圆板的厚度h,故可应用弹性力学中的薄板小挠度弯曲理论。将其筒化为周边固之,中心圆凸台上作用-集中力p的圆平板。为筒化计算,可采用G.Lobo(洛博)给出的中心有凸台圆板的计算公式。

  式中:p--额定载荷

             h--圆板厚度

             b--圆板半径

             E--圆板材料的弹性模量

             K--应力计算系数

             K1--挠度计算系数

正应力称重传感器的特点

    从1941年世界上第一只圆板结构应变式负荷传感器诞生到20世纪70年代初期,可以说是正应力负荷传感器的发展时期。在这30多年里,它的品种和规格不断增加,产量逐年上升,准确度大约每十年提高一个数量级,不少品种的准确度指标已达0.05%FS,稳定性和可靠性也经受了考验。但是经过30多年的实际应用,发现正应力传感器存在较突出的特点:(1)对加载点的微小变化非常敏感,即加载点的微小变化会引起比较大的灵敏度变化。(2)同时进行拉压对秤循环加载时,灵敏度相差较大。(3)抗侧向和偏心载荷的能力差(4)不少品种,结构尺寸大,组秤重心高,使用不方便。

 称重传感器的结构

由于应力负荷称重传感器应用中存在的缺点,所以在上世纪70年代市面上出现了利用切变力的负荷称重传感器,而这个开发是来自于美国的一个学者--霍格斯特姆。它的应用可以说是在衡器领域当中利用剪切应变设计最先得到广泛使用的,为剪切称重传感器技术形成了铺垫。  

由于剪切应力称重传感器的弹性元件多为受剪切的直梁结构,悬臂梁的长度为主要的测量因素,因此灵敏度的准确度不会因为加载点的灵敏度变化而有影响。不管是受到外载荷拉伸,压缩等外力影响多么严重变形量会保持一致性而没有任何变化从而使得拉压灵敏度对称性还极好。正是因为剪切梁的结构形状对秤和贴片组桥技术所以在抗侧向和偏心载荷能力方面大大提高了剪切称重传感器的性能。切力称重传感器在外形上较其他压力传感器的外形较低,容易安装方便,而且刚度大,容易防护密封,这些因素是正应力称重传感器在应用中所不能比拟的,所以也就奠定了剪切应力称重传感器在制造业中广泛使用的基础。

称重传感器的应力分布

众所周知,剪切应力称重传感器本身是不能测量的,但它所产生的剪切梁中性轴成45度方向的主应力是可以测量的。这对拉压成双的主应力,正是称重传感器组成惠斯通电桥所需要的。剪切应力称重传感器应变梁的截面形状决定了应变区剪切应力分布,主要由矩形截面,工字型截面,和空心截面等。

高精度压力传感器称重传感器的几种参数,让你一目了然


 

 


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