電磁力型傳感器
它的工作原理就是承重臺(tái)上的負(fù)荷以及電磁力相平衡。在承重的臺(tái)上放著有被測物時(shí),杠桿的一端向上傾斜;光電件檢測出傾斜度信號(hào),經(jīng)過放大后流入線圈,產(chǎn)生電磁力,使得杠桿恢復(fù)到平衡狀態(tài)。這對(duì)于產(chǎn)生電磁平衡力的電流進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換,就可以確定被測物質(zhì)量。電磁力式傳感器準(zhǔn)確度高,可以達(dá)到1/2000~1/60000,不過稱量范圍僅在幾十毫克至10千克之間。
電容式傳感器
它們就是利用電容器振蕩電路的振蕩頻率f以及極板間距d 的正比例關(guān)系工作原理。極板有著兩塊,一塊是固定不動(dòng),另一塊可移動(dòng)。就在就把承重臺(tái)加載被測物時(shí),板簧撓曲,兩極板之間的距離發(fā)生變化,電路的振蕩頻率也隨之變化。測出頻率的變化就可以求出承重臺(tái)上被測物的質(zhì)量。電容式傳感器耗電量少,造價(jià)低,準(zhǔn)確度為1/200~1/500。
磁極變形式傳感器
鐵磁元件會(huì)被測物重力作用下發(fā)生機(jī)械變形時(shí),內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力而且引起導(dǎo)磁率變化,使得繞在鐵磁元件(磁極)兩側(cè)的次級(jí)線圈的感應(yīng)電壓也隨之變化。測量出來的電壓變化量即可求出加到磁極上的力,然后確定被測物的質(zhì)量。磁極變形式傳感器的準(zhǔn)確度不高,一般就是1/100,適用于大噸位稱量工作,稱量范圍為幾十至幾萬千克。
振動(dòng)式傳感器
彈性元件受力后,固有振動(dòng)頻率與作用力的平方根成正比。測出固有頻率的變化,就可以求出被測物作用在彈性元件上的力,進(jìn)而求出其質(zhì)量。振動(dòng)式傳感器有振弦式和音叉式兩種。
振弦式傳感器在彈性元件是弦絲。就在承重臺(tái)上加有被測物時(shí),V形弦絲的交點(diǎn)被拉向下,并且左弦的拉力增大,右弦的拉力減小。兩根弦的固有頻率發(fā)生不同的變化。因此求出兩根弦的頻率之差,也就可求出被測物的質(zhì)量。振弦式傳感器的準(zhǔn)確度較高,可以達(dá)到1/1000~1/10000,稱量范圍為100克至幾百千克,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,加工難度大,造價(jià)高。
音叉式傳感器的彈性元件是音叉。音叉端部固定有壓電元件,它也是以音叉的固有頻率振蕩,而且可測出振蕩頻率。在承重臺(tái)上加有被測物時(shí),音叉拉伸方向受力而固有頻率加大,增加的程度與施加力的平方根成正比。測出固有頻率的變化,就可以求出重物施加于音叉上的力,然后求出重物質(zhì)量。音叉式傳感器耗電量小,計(jì)量準(zhǔn)確度高達(dá)1/10000~1/200000,稱量范圍為500g~10kg。
陀螺儀式傳感器
轉(zhuǎn)子裝在內(nèi)框架中,用角速度ω繞X軸穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)。內(nèi)框架經(jīng)軸承與外框架聯(lián)接,并且可繞水平軸 Y 傾斜轉(zhuǎn)動(dòng)。外框架經(jīng)萬向聯(lián)軸節(jié)與機(jī)座聯(lián)接,并可繞垂直軸Z 旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子軸 (X軸)在未受外力作用時(shí)保持水平狀態(tài)。轉(zhuǎn)子軸的一端在受到外力(P/2)作用時(shí),就會(huì)產(chǎn)生傾斜而繞垂直軸Z 轉(zhuǎn)動(dòng)(進(jìn)動(dòng))。然后進(jìn)動(dòng)角速度ω與外力P/2成正比,通過檢測頻率的方法測出ω,即可求出外力大小,進(jìn)而求出產(chǎn)生此外力的被測物的質(zhì)量。
陀螺儀式傳感器響應(yīng)時(shí)間快(5秒),沒有滯后現(xiàn)象,溫度特性好(3ppm), 振動(dòng)影響小, 頻率測量準(zhǔn)確精度高,故可得到高的分辨率(1/100000)和高的計(jì)量準(zhǔn)確度(1/30000~1/60000)。
電阻應(yīng)變式稱重傳感器
利用電阻應(yīng)變片變形時(shí)的其電阻也隨之改變的原理工作。主要就是由彈性元件、電阻應(yīng)變片、測量電路和傳輸電纜4部分組成。電阻應(yīng)變片貼在彈性元件上,彈性元件受力變形時(shí),所以在上的應(yīng)變片隨之變形,并導(dǎo)致電阻改變。測量電路測出應(yīng)變片電阻的變化并變換為與外力大小成比例的電信號(hào)輸出。電信號(hào)經(jīng)處理后以數(shù)字形式顯示出被測物的質(zhì)量。
電阻應(yīng)變式傳感器的稱量范圍為幾十克以及數(shù)百噸,計(jì)量準(zhǔn)確度達(dá)1/1000~1/10000,結(jié)構(gòu)較簡單,可靠性較好。大部分電子衡器均使用這類型傳感器。
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