根據(jù)轉換方法,稱重傳感器可分為光電、液壓、電磁力、電容、磁極變形、振動、陀螺儀、電阻應變等8種類型的傳感器,廣泛應用于電阻應變作用相關的工程項目。
下面我們主要講一下以下幾種稱重傳感器:
光電稱重傳感器,包括格柵和碼盤。
光柵稱重傳感器利用光柵形成的莫爾條紋將角位移轉換成光電信號。有兩個光柵,一個是固定光柵,一個是安裝在表盤軸上的移動光柵。此外,承重臺上的被測物體通過傳力杠桿系統(tǒng)旋轉表盤軸,驅(qū)動移動光柵旋轉,使莫爾條紋也隨之移動。利用光電管、轉換電路和顯示器,可以計算移動莫爾條紋的數(shù)量,測量光柵轉角的大小,從而確定和讀取被測物質(zhì)的質(zhì)量。
碼盤式傳感器的碼盤(符號板)是安裝在表盤軸上的透明玻璃,上面有一定的黑白代碼。當被測物體增加到承重臺上,通過傳力杠桿旋轉表盤軸時,碼盤也旋轉到一定角度。光電池通過碼盤接收光信號,轉換成電信號,然后通過電路進行數(shù)字處理,最后在顯示器上顯示代表測量質(zhì)量的數(shù)字。主要用于機電結合秤的光電傳感器。
液壓稱重傳感器。
當液壓油壓力增加時,液壓油壓力增加,增加程度與P成正比。通過測量壓力的增加值,可以確定被測物體的質(zhì)量。液壓傳感器結構簡單牢固,測量范圍廣,但精度一般不超過1/100。
電容稱重傳感器。
使用電容振蕩電路的振蕩頻率f與極板間距d的比例關系(圖6)。極板有兩個,一個固定,一個可以移動。承重臺加載被測物體時,板簧彎曲,兩極板之間的距離發(fā)生變化,電路振蕩頻率也發(fā)生變化。通過測量頻率的變化,可以在重臺測量物體的質(zhì)量。電容式傳感器耗電少,成本低,精度為1/200~1/500。
主要優(yōu)勢。
電阻、電感和電容器是電子技術中的三個無源元件。電容器是將被測變化轉化為電容變化的傳感器,本質(zhì)上是具有可變參數(shù)的電容器。
電容式傳感器具有以下優(yōu)點:
(1)高阻抗阻抗高,功率小,輸入能量低。
(2)變化較大,信噪比和系統(tǒng)穩(wěn)定性高。
(3)動態(tài)響應快,工作頻率可達數(shù)兆赫,稠b接觸測量,被測物體為導體或半導體。
(4)結構簡單,適應性強,可在高低溫、強輻射等惡劣環(huán)境下工作,應用廣泛。
伴隨著電子技術和計算機技術的發(fā)展,電容式傳感器存在的易受干擾、易受分布電容影響等缺點不斷得到克服,并開發(fā)出了容柵位移傳感器和集成電容式傳感器:因此,它廣泛應用于非電量測量和自動檢測,可測量壓力、位移、轉速、加速度、A度、厚度、液位、濕度、振動、成分含量等參數(shù)。電容式傳感器有很好的發(fā)展前景。
缺點1:輸出阻抗高,負載能力差。
缺點2:非線性輸出特性。
缺點3:寄生電容影響很大。
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