سنسور نیروی وزن

سنسور نیروی وزن

سنسور نیروی وزن یک دستگاه است که جاذبه را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند. این دستگاه عمدتاً در وزن الکترونیکی برای تحقق تبدیل نیروی الکتریکی استفاده می شود.

انواع رایج عبارتند از نوع کشش مقاومت، نوع نیروی الکترومغناطیسی و نوع ظرفیت، که در میان آنها نوع کشش مقاومت به دلیل ساختار ساده آن به طور گسترده ای استفاده می شود.دقت بالا و سطح کاربرد گسترده.

اصل
سنسور وزن کشش مقاومت بر اساس این اصل است: استالستومر (عنصر لاستیک، پرتو حساس) تحت اثر نیروی خارجی تغییر شکل لاستیک،چسب بر روی سطح اندازه گیری کشش مقاومت (عنصر تبدیل) نیز با تغییر شکل، مقاومت کشش سنج] تغییر، مقاومت آن تغییر خواهد کرد (افزایش یا کاهش) ،سپس مدار اندازه گیری مربوط به تغییر مقاومت به سیگنال الکتریکی ( ولتاژ یا جریان)برای تکمیل فرآیند تبدیل نیروی خارجی به سیگنال الکتریکی.

می توان دید که سنج کشش مقاومت، استالستومر و مدار تشخیص چندین بخش ضروری از سنسور وزن کشش مقاومت هستند.

سه جنبه زیر به طور خلاصه مورد بحث قرار می گیرند.

اول، کشش سنج مقاومت کشش سنج مقاومتی یک دستگاه سیم مقاومتی است که بر روی بستر ساخته شده از یک ماده ارگانیک توزیع می شود، یعنی تبدیل به کشش سنج می شود.

پارامتر مهم خودش ضريب حساسيت k است

بیاین راجع به معنی اش صحبت کنیم.

یک سیم مقاومتی فلزی وجود دارد که طول آن l است، قطعه پیمایش دایره ای با شعاع r است، مساحت آن به عنوان s مشخص شده است و مقاومت آن به عنوان ρ ثبت شده است.ضریب پوسن این ماده μ است.

هنگامی که سیم مقاومت تحت تأثیر نیروی خارجی قرار نمی گیرد، ارزش مقاومت آن r: r = ρ l / s (Ω) (2-1) است. هنگامی که انتهای آن تحت تأثیر نیروی f قرار می گیرند، طول می کشد، یعنی تغییر شکل می دهد.

اجازه دهید طول کشش Δ l، منطقه برش متقاطع آن کاهش می یابد، یعنی شعاع دایره برش آن کاهش می یابد Δ r.

علاوه بر این، می توان ثابت کرد که مقاومت سیم مقاومت فلزی پس از تغییر شکل، به عنوان Δρ ثبت می شود.

فرمول (2- -1) ، یعنی مقدار تغییر در ارزش مقاومت پس از تغییر سیم مقاومت.

ما داریم: Δ r = Δρ l / s + Δ l ρ / s Δ s ρ l / s2 (2-2) با فرمول (2- -1) از بین بردن فرمول (2- -2) برای به دست آوردن Δ r / r = Δρ / ρ + Δ l / l Δ s / s (2-3) به علاوه،ما می دانیم که ناحیه برش قطعی سیم، s = π r2، سپس Δ s = 2 π r * Δ r، بنابراین Δ s / s = 2 Δ r / r (2-4) از مکانیک مواد می دانیم که Δ r / r = - μ Δ l / l (2-5) ، هنگامی که علامت منفی نشان دهنده طول کششی است،جهت شعاع کاهش یافته است.

μ ضریب پوئسون اثر جانبی ماده است.

فرمول (2-4) (2-5) به (2- -3) ، Δ r / r = Δρ / ρ + Δ l / l + 2 μΔ l / l = (1 + 2 μ (Δρ / ρ) / (Δ l / l)) * Δ l / l = k * Δ l / l (2-6) where k = 1 + 2 μ + (Δρ / ρ) / (Δ l / l) (2-7) (2-6)) illustrates the relationship between resistance strain gauge resistance (resistance relative change) and resistance wire elongation (length relative change).

لازم به ذکر است که اندازه ضریب حساسیت k یک ثابت است که توسط خواص مواد سیم مقاومت فلزی تعیین می شود.که هيچ ربطي به شکل و اندازه ي کشش سنج نداره، ارزش k مواد مختلف به طور کلی بین 1.7 و 3 است.6; ارزش k یک مقدار است، یعنی هیچ ابعاد ندارد.

در مکانیک مواد، Δ l / l به عنوان یک کشش نامیده می شود، به عنوان ε ثبت می شود، با آن نشان می دهد که انعطاف پذیری اغلب بیش از حد بزرگ است، بسیار ناراحت کننده است که اغلب یک میلیون آن را به عنوان یک واحد،با.

به این ترتیب، فرمول (2- -6) اغلب می نویسد: Δ r / r = k ε (2- -8) ، دو، استلاستومر استلاستومر یک بخش ساختاری با یک شکل خاص است.

این دستگاه دو عملکرد دارد. اول، نیروی خارجی سنسور وزن را تحمل می کند و نیروی واکنشی را بر روی نیروی خارجی ایجاد می کند تا تعادل ثابت نسبی را به دست آورد.یک میدان فشار با کیفیت بالا تولید می کند (مساحت)، به طوری که اندازه گیری کشش مقاومت در این منطقه قرار داده شده است ایده آل برای تکمیل کار تبدیل سیگنال الکتریکی تاریخ کشش است.

برای معرفی توزیع استرس، استالومر سنسور وزن سری sb را به عنوان مثال در نظر بگیرید.

یک کانتیلیور مکعبی با سوراخ

مرکز پایین سوراخ تحت فشار برش خالص قرار می گیرد، اما قسمت های بالا و پایین دارای فشار کششی و فشرده سازی خواهند بود.

جهت اصلی فشار، خدای کشش است و اولین جهت فشرده سازی است. اگر اندازه گیری کشش در اینجا گیر کرده باشد، نصف بالای اندازه گیری کشش کشیده می شود و ارزش مقاومت افزایش می یابد.در حالی که نیمه پایین کشش سنج فشرده می شود و ارزش مقاومت کاهش می یابد.

عبارت کشش برای نقطه مرکزی در پایین سوراخ در زیر ذکر شده است و دیگر مشتق نشده است.

ε = (3q (1 + μ) / 2 eb) * (b (h2-h2) + bh 2) / (b (h3-h3) + bh 3) (2-9) که در آن: نیروی برش بر روی قطعه q؛ e- ماژول یونگ: μ - - ضریب Poisson؛ b، b، h،h- اندازه هندسی پرتو است.

لازم به ذکر است که شرایط استرس تحلیل شده در بالا همه موارد "محلی" هستند، در حالی که اندازه گیری فشار در واقع وضعیت "متوسط" را احساس می کند.

سوم، عملکرد مدار تشخیص این است که مقاومت سنج فشار را به ولتاژ خروجی تغییر دهد.

چون پل دارای مزایای بسیاری است، مانند می تواند تاثیر تغییرات دمایی را مهار کند، می تواند تداخل نیروی جانبی را مهار کند،می تواند به راحتی مشکل جبران حسگر وزن را حل کند، بنابراین پل به طور گسترده ای در سنسور وزن استفاده شده است.

از آنجا که پل کامل برابر بازو پل دارای بالاترین حساسیت، پارامترهای هر بازو سازگار هستند، و تاثیر تداخل های مختلف آسان است برای جبران یکدیگر،بنابراین سنسور وزن از پل کامل برابر بازو استفاده می کند.

محیط خدمات
سلول بار سنجی در واقع یک دستگاه خروجی سیگنال الکتریکی است که سیگنال جرم را به اندازه گیری تبدیل می کند.

برای اولین بار محیط کار واقعی سنسور را در نظر بگیرید، که برای انتخاب صحیح سنسور بسیار مهم است، این به عملکرد عادی سنسور مربوط است.ایمنی و عمر خدمت آن، و حتی قابلیت اطمینان و ایمنی کل دستگاه وزن.

به طور کلی، محیط با دمای بالا باعث ذوب مواد پوشش، مفاصل جوش و تغییرات ساختاری در استرس استالستومر می شود؛ گرد و غبار و رطوبت بر سنسور تأثیر می گذارد.استالستومر سنسور آسیب دیده یا مدار کوتاه شده است.; میدان الکترومغناطیسی با خروجی سنسور تداخل می کند.

تحت عوامل محیطی مربوطه، ما باید سنسور سنجش نیروی مربوطه را برای پاسخگویی به الزامات سنجش لازم انتخاب کنیم.

مقایسه کن
سنسور وزن بار کششی مقاومت اغلب سنسور وزن برای وزن های مختلف الکترونیکی نامیده می شود و برای اندازه گیری بار یا نیروی آزمایشی استفاده می شود سنسور نیروی نامیده می شود.اگرچه شکل دو ساختار، فرآیند تولید یکسان است، اما در استفاده، دقت کالیبراسیون و الزامات یا وجود دارد بسیاری از تفاوت های خاص.

برای حرکت صفر سنسور مقیاس، عملکرد ثبات طولانی مدت به طور کلی اضافه نمی شود، اما در عملکرد طولانی مدت ثبات طولانی مدت.

هنگامی که سنسور کشش مقاومت به عنوان بار مرجع دستگاه آزمایش مواد استفاده می شود،1 / 100 از بار نامی سنسور بار معمولا به عنوان دامنه کاربرد دستگاه آزمایش مواد گرفته می شود.

در این زمان، دقت نشان دادن دستگاه آزمایش می تواند ۱٪ تضمین شود.]]