电磁力型传感器
它的工作原理就是承重台上的负荷以及电磁力相平衡。在承重的台上放着有被测物时,杠杆的一端向上倾斜;光电件检测出倾斜度信号,经过放大后流入线圈,产生电磁力,使得杠杆恢复到平衡状态。这对于产生电磁平衡力的电流进行数字转换,就可以确定被测物质量。电磁力式传感器准确度高,可以达到1/2000~1/60000,不过称量范围仅在几十毫克至10千克之间。
电容式传感器
它们就是利用电容器振荡电路的振荡频率f以及极板间距d 的正比例关系工作原理。极板有着两块,一块是固定不动,另一块可移动。就在就把承重台加载被测物时,板簧挠曲,两极板之间的距离发生变化,电路的振荡频率也随之变化。测出频率的变化就可以求出承重台上被测物的质量。电容式传感器耗电量少,造价低,准确度为1/200~1/500。
磁极变形式传感器
铁磁元件会被测物重力作用下发生机械变形时,内部产生应力而且引起导磁率变化,使得绕在铁磁元件(磁极)两侧的次级线圈的感应电压也随之变化。测量出来的电压变化量即可求出加到磁极上的力,然后确定被测物的质量。磁极变形式传感器的准确度不高,一般就是1/100,适用于大吨位称量工作,称量范围为几十至几万千克。
振动式传感器
弹性元件受力后,固有振动频率与作用力的平方根成正比。测出固有频率的变化,就可以求出被测物作用在弹性元件上的力,进而求出其质量。振动式传感器有振弦式和音叉式两种。
振弦式传感器在弹性元件是弦丝。就在承重台上加有被测物时,V形弦丝的交点被拉向下,并且左弦的拉力增大,右弦的拉力减小。两根弦的固有频率发生不同的变化。因此求出两根弦的频率之差,也就可求出被测物的质量。振弦式传感器的准确度较高,可以达到1/1000~1/10000,称量范围为100克至几百千克,但结构复杂,加工难度大,造价高。
音叉式传感器的弹性元件是音叉。音叉端部固定有压电元件,它也是以音叉的固有频率振荡,而且可测出振荡频率。在承重台上加有被测物时,音叉拉伸方向受力而固有频率加大,增加的程度与施加力的平方根成正比。测出固有频率的变化,就可以求出重物施加于音叉上的力,然后求出重物质量。音叉式传感器耗电量小,计量准确度高达1/10000~1/200000,称量范围为500g~10kg。
陀螺仪式传感器
转子装在内框架中,用角速度ω绕X轴稳定旋转。内框架经轴承与外框架联接,并且可绕水平轴 Y 倾斜转动。外框架经万向联轴节与机座联接,并可绕垂直轴Z 旋转。转子轴 (X轴)在未受外力作用时保持水平状态。转子轴的一端在受到外力(P/2)作用时,就会产生倾斜而绕垂直轴Z 转动(进动)。然后进动角速度ω与外力P/2成正比,通过检测频率的方法测出ω,即可求出外力大小,进而求出产生此外力的被测物的质量。
陀螺仪式传感器响应时间快(5秒),没有滞后现象,温度特性好(3ppm), 振动影响小, 频率测量准确精度高,故可得到高的分辨率(1/100000)和高的计量准确度(1/30000~1/60000)。
电阻应变式称重传感器
利用电阻应变片变形时的其电阻也随之改变的原理工作。主要就是由弹性元件、电阻应变片、测量电路和传输电缆4部分组成。电阻应变片贴在弹性元件上,弹性元件受力变形时,所以在上的应变片随之变形,并导致电阻改变。测量电路测出应变片电阻的变化并变换为与外力大小成比例的电信号输出。电信号经处理后以数字形式显示出被测物的质量。
电阻应变式传感器的称量范围为几十克以及数百吨,计量准确度达1/1000~1/10000,结构较简单,可靠性较好。大部分电子衡器均使用这类型传感器。
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