Capteur de force de pesage

Capteur de force de pesage

Le capteur de force de pesage est un dispositif qui transforme la gravité en signal électrique.

Les types courants comprennent le type de contrainte de résistance, le type de force électromagnétique et le type de capacité, parmi lesquels le type de contrainte de résistance est largement utilisé en raison de sa structure simple,haute précision et large surface d'application.

Principe
Le capteur de pesée de la résistance à la contrainte est basé sur un tel principe: l'élastomère (élément élastique, faisceau sensible) sous l'action d'une force externe,pâte sur la surface du détensiomètre de résistance (élément de conversion) également déformée, la déformation du détensiomètre de résistance, sa résistance va changer (augmenter ou diminuer),puis le circuit de mesure correspondant à la modification de la résistance en signal électrique (tension ou courant), pour compléter le processus de conversion de la force externe en signal électrique.

Il est évident que la jauge de résistance, l'élastomère et le circuit de détection constituent plusieurs éléments indispensables du capteur de pesage de la résistance.

Les trois aspects suivants sont brièvement examinés.

Premièrement, le détecteur de résistance Le détecteur de résistance est une machine à fil de résistance distribuée sur le substrat en matière organique, c'est-à-dire qu'elle devient un détecteur.

Un paramètre important de sa propre est le coefficient de sensibilité, k.

Parlons de sa signification.

Il y a un fil de résistance métallique, dont la longueur est l, sa section transversale est circulaire de rayon r, sa surface est marquée par s et sa résistivité est enregistrée par ρ.Le coefficient de Poisson de ce matériau est μ.

Lorsque le fil de résistance n'est pas affecté par une force externe, sa valeur de résistance est r: r = ρ l / s (Ω) (2-1) Lorsque ses extrémités sont affectées par une force f, il s'allongera, c'est-à-dire se déforme.

Laissez son allongement Δ l, sa surface de section se rétrécit, c'est-à-dire que le rayon de son cercle de section diminue Δ r.

En outre, il peut être prouvé que la résistivité du fil de résistance métallique changera après déformation, enregistrée comme Δρ.

Formule (2- -1), c'est-à-dire combien la valeur de la résistance est modifiée après que le fil de résistance change.

Nous avons: Δ r = Δρ l / s + Δ l ρ / s Δ s ρ l / s2 (2-2) avec formule (2- -1) formule de suppression (2- -2) pour obtenir Δ r / r = Δρ / ρ + Δ l / l Δ s / s (2-3) en plus,Nous savons que la surface de la section transversale du fil, s = π r2, alors Δ s = 2 π r * Δ r, donc Δ s / s = 2 Δ r / r (2-4) de la mécanique des matériaux, nous savons Δ r / r = - μ Δ l / l (2-5), Lorsque le signe moins indique l'allongement,Le rayon est réduit..

μ est le coefficient de Poisson de l'effet latéral du matériau.

Formule (2-4) (2-5) dans (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).

Il convient de noter que la taille du coefficient de sensibilité k est une constante déterminée par les propriétés du matériau de fil de résistance métallique,Cela n'a rien à voir avec la forme et la taille de la jauge de contrainte., la valeur k des différents matériaux est généralement comprise entre 1,7 et 3.6; la valeur k est une quantité, c'est-à-dire qu'elle n'a pas de dimension.

Dans la mécanique des matériaux, Δ l / l est appelé comme une contrainte, enregistrée comme ε, avec elle pour indiquer que l'élasticité est souvent trop grande, très inconfortable de prendre souvent son un million comme unité,enregistré comme με.

De cette façon, la formule (2- -6) écrit souvent: Δ r / r = k ε (2- -8), deux, élastomère élastomère est une partie structurelle avec une forme spéciale.

Il a deux fonctions: d'une part, il supporte la force externe du capteur de pesage et produit une force de réaction sur la force externe pour atteindre un équilibre statique relatif;il produit un champ de déformation de haute qualité (zone), de sorte que la jauge de contrainte de résistance collée dans cette zone est idéale pour compléter la tâche de conversion du signal électrique de date de contrainte.

Prenons l'élastomère du capteur de pesage de la série sb comme exemple pour introduire la distribution des contraintes.

Un cantilever cuboïde avec des trous.

Le centre inférieur du trou est soumis à un stress de cisaillement pur, mais les parties supérieure et inférieure auront des contraintes de traction et de compression.

Si le détenteur est coincé ici, la moitié supérieure du détenteur sera étirée et la valeur de la résistance augmente.tandis que la moitié inférieure de la jauge de contrainte sera comprimée et la valeur de résistance est réduite.

L'expression de contrainte pour le point central au fond du trou est indiquée ci-dessous et n'est plus dérivée.

ε = (3q (1 + μ) / 2 eb) * (b (h2-h2) + bh 2) / (b (h3-h3) + bh 3) (2-9) où: force de cisaillement sur la section q; e- -Module de Young: coefficient de Poisson; b, b, h,h- est la taille géométrique du faisceau.

Il convient de noter que les états de stress analysés ci-dessus sont tous des cas "locaux", tandis que le détensiomètre ressent réellement l'état "moyenne".

Troisièmement, la fonction du circuit de détection est de changer la résistance de la jauge de contrainte en tension de sortie.

Parce que le pont a de nombreux avantages, tels que peut inhiber l'influence des changements de température, peut inhiber l'interférence de force latérale,peut facilement résoudre le problème de compensation du capteur de pesage, donc le pont a été largement utilisé dans le capteur de pesage.

Parce que le pont complet égal bras de pont a la plus haute sensibilité, les paramètres de chaque bras sont cohérents, et l'influence de diverses interférences est facile à compenser les uns les autres,donc le capteur de pesage adopte le pont complet égal bras pont.

Environnement du service
La cellule de charge de pesage est en fait un dispositif de sortie de signal électrique qui convertit le signal de masse en mesure.

Pour commencer, il convient de considérer l'environnement de travail réel du capteur, qui est crucial pour le bon choix du capteur, en fonction du fonctionnement normal du capteur.sa sécurité et sa durée de vie, et même la fiabilité et la sécurité de l'ensemble du pesage.

En général, l'environnement à haute température provoque la fusion du matériau de revêtement, des joints de soudure et des changements structurels dans la contrainte de l'élastomère; la poussière et l'humidité affectent le capteur;l'élastomère du capteur est endommagé ou court-circuité; le champ électromagnétique interfère avec la sortie du capteur.

En fonction des facteurs environnementaux correspondants, nous devons choisir le capteur de pesage de force correspondant pour répondre aux exigences de pesage nécessaires.

Comparer
Le capteur de pesée de la charge de contrainte de résistance est souvent appelé capteur de pesée pour diverses pesées électroniques, et utilisé pour mesurer la charge ou la force expérimentale est appelé capteur de force,Bien que la forme des deux structures, le processus de production est le même, mais dans l'utilisation, l'étalonnage de précision et les exigences ou il y a beaucoup de différences spécifiques.

Pour la dérive zéro du capteur d'échelle, la performance de stabilité à long terme n'est généralement pas ajoutée, mais dans la performance à long terme de la stabilité à long terme.

Lorsque le capteur de contrainte de résistance est utilisé comme charge de référence de la machine d'essai de matériaux,1 / 100 de la charge nominale du capteur de charge est généralement prise comme champ d'application de la machine d'essai de matériaux.

À ce stade, la précision d'indication de la machine d'essai peut être garantie à 1%.]]