称重传感器的结构设计:大容量传感器
2021-10-11

在测量过程中重力作用于弹性体上从而产生弹性形变,这一应变(正或负)被粘贴于弹性体上的应变计转化为电子信号。例如,结构最简单的传感器即由带应变计的纯弯梁组成。除了必不可少的组成部分如应变计和弹性体意外,通常还有起保护应变计作用的外壳、密封元件等。

图3-2显示了柱式传感器的弹性体的截面图。左图适用于受压型负荷,右图通过与其相连的螺纹杆能承受拉伸和压缩的负荷。在粘贴应变计的地方,柱子的横截面减小,由此形成足够大的应变,从而得到确切的结果。整个弹性体的变形量很小,这类传感器在额定负荷下的形变量小于0.5毫米。

称重传感器的结构设计:大容量传感器

弹性体上面的部分通过二片膜与保护外壳焊接相连,它们在水平方向甚为刚硬以防止侧向力的损坏,而在测量方面则很灵活,以便在测量过程中不产生水平分力,电路连接同样通过气密的玻璃导管从保护圈中引出。由此 形成一个完全密封包装的传感器,其应变计不受外界气、液的影响。

对测量极大负荷的传感器通常选用另一形状的弹性体。例如中空柱状或管状,方形柱则是不合适的,因为得不到有利于应变计测量的均匀应变场。而且密封也易于实现。就是应变计的粘贴比较困难。

称重传感器的结构设计:大容量传感器

中空柱状弹性体存在负荷加载问题和相对高的滞后误差。因此实际中常采用图3-4形状。中空柱被分成多个扇形以减小滞后,负荷通过固定的板导入。

称重传感器的结构设计:大容量传感器

通常需要在提高精度的同时降低总体高度,根据环扭矩原理(图3-5)设计的弹性体可以解决此问题。轴向负荷通过内壳导入,传感器以外壳自我支承于支承面上,通过内壳与外壳之间的相对位移使内外壳之间的环相对负荷形变。基于这一原理的传感器能耐受非常高的侧向力。

称重传感器的结构设计:大容量传感器

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