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什么是称重传感器?

2021-02-20 09:22:29

什么是称重传感器

甲称重传感器基本上是一个力传感器或力传感器。它主要用于测量体重。尽管它们可以用于测量其他力,例如扭矩,压缩力,压力等。但在本文中,我们将重点介绍重量测量应用。

称重传感器

尽管引力是阻止宇宙飞散的四种基本力中最弱的一种,但它是我们wei一可以直接感知的力。重力将地球上所有具有质量的东西都拉向着我们星球中心的铁心。重量和质量通过重力连接。 


重量的世界标准度量单位是千克(kg)。即使在美国,英制的重量,距离和体积测量仍然广泛使用,这些单位还是以公制SI系统为参考。 


因此,美国的磅(重量)不是由另一个英制单位定义的,而是官方定义为0.45359237公斤。世界科学家在2019年定义了如何计算千克质量,以引用普朗克常数,并删除了它是对物理样本的引用。


如果去除重力,则物体实际上不会称重任何物体,但其质量保持不变。当您称重某物时,您实际上是在测量该物体与该星球有关的质量。因此,实际上是称重传感器测量质量。但这仅与地球上的意义有关。


称重传感器中使用了几种基本技术,例如气动称重传感器(通常在本质安全应用中使用)。液压称重传感器不需要电源,因此经常在难以接近的偏远地区使用。也有压电式称重传感器,可提供高水平(但仍是非线性的)输出。


但是,我们将重点关注基于应变计的称重传感器,它们是当今世界上使用最广泛的类型。它们价格便宜,非常可靠,可用于处理各种力输入。它们是称重行业的事实上的标准,并提供0.25%或更高的满量程精度。


您甚至可能每天早上都在使用基于应变片式称重传感器的机器,甚至没有意识到这一点。它可能看起来像这样:

传统的机械秤使用一系列的杠杆来分配施加的重量并驱动与机械表盘相连的弹簧,而当今的大多数数字模型都使用基于多个应变计的称重传感器来计算重量。


当您的脚一次按在测量板上时,微控制器会“醒来”并执行应变计的零偏移校准。然后,数字显示屏将显示0.0公斤(或磅),您可以踩踏并称重自己了。


在更好的数字浴室秤中,将基于应变计的称重传感器放置在秤的四个角处。实际上,它们通常内置于秤的“英尺”中。称重传感器中的两个以拉伸模式定位,另外两个以压缩模式定位。 


当您踏上秤时,微控制器获取其输出,并将其转换为所选计量单位的总重量值,并在量规上显示该数字。由于应变计是基于电阻的传感器,并且受温度影响,因此某些型号甚至采用热电偶来测量环境温度并将其作为方程式的因数。


好的,那很有趣,但是现在让我们看看用于科学测量DAQ应用的称重传感器。


基于应变计的称重传感器如何工作?

甲应变计(又名“应变计”)措施的电阻变化的方式应变。将金属箔图案安装在也用作绝缘体的柔性基板上。电流流过箔图案。当受测物体受压(即受压或受拉)时,电阻的变化与挠曲量成正比。

拉伸导体时,其电阻会增加。压缩后,其阻力会降低。可以使用惠斯通电桥(Wheatstone bridge)测量电阻的这种变化,惠斯通电桥是四个按模式排列的应变计传感器。

使用所有四个传感器进行测量,即可进入全桥配置。在上面的全桥图中,传感器的输出电压在C和B处测量,而激励电压在A和D处提供。


因此,当我们将应变计安装到机械外壳上,然后使该外壳承受应力或力(例如重量)时,应变计将测量由该力引起的相对压缩或拉伸。这种外壳与安装在其上的应变计传感器的组合就是称重传感器。 


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