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西門(mén)子稱重傳感器/稱重模塊年底大清倉(cāng)
西門(mén)子稱重傳感器原理電阻應(yīng)變式稱重傳感器是基于這樣一個(gè)原理：彈性體（彈性元件，敏感梁）在外力作用下產(chǎn)生彈性變形，使粘貼在它表面的電阻應(yīng)變片（轉(zhuǎn)換元件）也隨同產(chǎn)生變形，電阻應(yīng)變片變形后，它的阻值將發(fā)生變化（增大或減小），再經(jīng)相應(yīng)的測(cè)量電路把這一電阻變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)（電壓或電流），從而完成了將外力變換為電信號(hào)的過(guò)程。
　　由此可見(jiàn)，電阻應(yīng)變片、彈性體和檢測(cè)電路是電阻應(yīng)變式稱重傳感器中*的幾個(gè)主要部分。下面就這三方面簡(jiǎn)要論述。
　　稱重傳感器
　　一、電阻應(yīng)變片
　　電阻應(yīng)變片是把一根電阻絲機(jī)械的分布在一塊有機(jī)材料制成的基底上，即成為一片應(yīng)變片。他的一個(gè)重要參數(shù)是靈敏系數(shù)K。我們來(lái)介紹一下它的意義。
　　設(shè)有一個(gè)金屬電阻絲，其長(zhǎng)度為L(zhǎng)，橫截面是半徑為r的圓形，其面積記作S，其電阻率記作ρ，這種材料的泊松系數(shù)是μ。當(dāng)這根電阻絲未受外力作用時(shí)，它的電阻值為R：
　　R = ρL/S（Ω） （2—1）
　　當(dāng)他的兩端受F力作用時(shí)，將會(huì)伸長(zhǎng)，也就是說(shuō)產(chǎn)生變形。設(shè)其伸長(zhǎng)ΔL，其橫截面積則縮小，即它的截面圓半徑減少Δr。此外，還可用實(shí)驗(yàn)證明，此金屬電阻絲在變形后，電阻率也會(huì)有所改變，記作Δρ。
　　對(duì)式（2--1）求全微分，即求出電阻絲伸長(zhǎng)后，他的電阻值改變了多少。我們有：
　　ΔR = ΔρL/S + ΔLρ/S –ΔSρL/S2 （2—2）
　　用式（2--1）去除式（2--2）得到
　　ΔR/R = Δρ/ρ + ΔL/L – ΔS/S （2—3）
　　另外，我們知道導(dǎo)線的橫截面積S = πr2，則 Δs = 2πr*Δr，所以
　　ΔS/S = 2Δr/r （2—4）
　　從材料力學(xué)我們知道
　　Δr/r = -μΔL/L （2—5）
　　其中，負(fù)號(hào)表示伸長(zhǎng)時(shí)，半徑方向是縮小的。μ是表示材料橫向效應(yīng)泊松系數(shù)。把式（2—4）（2—5）代入（2--3），有
　　ΔR/R = Δρ/ρ + ΔL/L + 2μΔL/L
　　=（1 + 2μ（Δρ/ρ）/（ΔL/L））*ΔL/L
　　= K *ΔL/L （2--6）
　　其中
　　K = 1 + 2μ +（Δρ/ρ）/（ΔL/L） （2--7）
　　式（2--6））說(shuō)明了電阻應(yīng)變片的電阻變化率（電阻相對(duì)變化）和電阻絲伸長(zhǎng)率（長(zhǎng)度相對(duì)變化）之間的關(guān)系。
　　需要說(shuō)明的是：靈敏度系數(shù)K值的大小是由制作金屬電阻絲材料的性質(zhì)決定的一個(gè)常數(shù)，它和應(yīng)變片的形狀、尺寸大小無(wú)關(guān)，不同的材料的K值一般在1.7—3.6之間；其次K值是一個(gè)無(wú)因次量，即它沒(méi)有量綱。
　　在材料力學(xué)中ΔL/L稱作為應(yīng)變，記作ε，用它來(lái)表示彈性往往顯得太大，很不方便
　　常常把它的百萬(wàn)分之一作為單位，記作με。這樣，式（2--6）常寫(xiě)作：
　　ΔR/R = Kε （2—8）
　　二、彈性體
　　彈性體是一個(gè)有特殊形狀的結(jié)構(gòu)件。它的功能有兩個(gè)，首先是它承受稱重傳感器所受的外力，對(duì)外力產(chǎn)生反作用力，達(dá)到相對(duì)靜平衡；其次，它要產(chǎn)生一個(gè)高品質(zhì)的應(yīng)變場(chǎng)（區(qū)），使粘貼在此區(qū)的電阻應(yīng)變片比較理想的完成應(yīng)變棗電信號(hào)的轉(zhuǎn)換任務(wù)。
　　以托利多公司的SB系列稱重傳感器的彈性體為例，來(lái)介紹一下其中的應(yīng)力分布。
　　設(shè)有一帶有肓孔的長(zhǎng)方體懸臂梁。
　　肓孔底部中心是承受純剪應(yīng)力，但其上、下部分將會(huì)出現(xiàn)拉伸和壓縮應(yīng)力。主應(yīng)力方向一為拉神，一為壓縮，若把應(yīng)變片貼在這里，則應(yīng)變片上半部將受拉伸而阻值增加，而應(yīng)變片的下半部將受壓縮，阻值減少。下面列出肓孔底部中心點(diǎn)的應(yīng)變表達(dá)式，而不再推導(dǎo)。
　　ε = （3Q（1+μ）/2Eb）*（B（H2-h2）+bh2）/ （B（H3-h3）+bh3） （2--9）
　　其中：Q--截面上的剪力；E--揚(yáng)氏模量：μ—泊松系數(shù)；B、b、H、h—為梁的幾何尺寸。
　　需要說(shuō)明的是，上面分析的應(yīng)力狀態(tài)均是“局部”情況，而應(yīng)變片實(shí)際感受的是“平均”狀態(tài)。
　　三、檢測(cè)電路
　　檢測(cè)電路的功能是把電阻應(yīng)變片的電阻變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷狠敵?。因?yàn)榛菟沟请姌蚓哂泻芏鄡?yōu)點(diǎn)，如可以抑制溫度變化的影響，可以抑制側(cè)向力干擾，可以比較方便的解決稱重傳感器的補(bǔ)償問(wèn)題等，所以惠斯登電橋在稱重傳感器中得到了廣泛的應(yīng)用。
　　因?yàn)槿珮蚴降缺垭姌虻撵`敏度zui高，各臂參數(shù)*，各種干擾的影響容易相互抵銷(xiāo)，所以稱重傳感器均采用全橋式等臂電橋。
9安裝注意事項(xiàng)1、稱重傳感器要輕拿輕放，尤其對(duì)于用合金鋁材料作為彈性體的小容量傳感器，任何振動(dòng)造成的沖擊或者跌落，都很有可能造成很大的輸出誤差。
2、設(shè)計(jì)加載裝置及安裝時(shí)應(yīng)保證加載力的作用稱重傳感器受力軸線重合，使傾斜負(fù)荷和偏心負(fù)荷的影響減至zui小。
3、在水平調(diào)整方面。如果使用的是稱重傳感器的話，其底座的安裝平面要使用水平儀調(diào)整直到水平；如果是多個(gè)傳感器同時(shí)測(cè)量的情況，那么它們底座的安裝面要盡量保持在一個(gè)水平面上，這樣做的目的主要是為了保證每個(gè)傳感器所承受的力量基本*。
4、按照其說(shuō)明中稱重傳感器的量程選定來(lái)確定所用傳感器的額定載荷。
5、為防止化學(xué)腐蝕．安裝時(shí)宜用凡士林涂稱重傳感器外表面。應(yīng)避免陽(yáng)光直曬和環(huán)境溫度劇變的場(chǎng)臺(tái)使用。
6、在稱重傳感器加載裝置兩端加接銅編織線做的旁路器。
7、電纜線不宜自行加長(zhǎng)，在確實(shí)需加長(zhǎng)時(shí)應(yīng)在接頭處錫焊，并加防潮密封膠。
8、在稱重傳感器周?chē)捎靡恍醢灏褌鞲衅髡制饋?lái)。這樣做的目的可防止雜物掉進(jìn)傳感器的運(yùn)動(dòng)部分，影響其測(cè)量精度。
9、傳感器的電纜線應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)動(dòng)力電源線或有脈沖波的場(chǎng)所，無(wú)法避競(jìng)時(shí)應(yīng)把稱重傳感器的電纜線單獨(dú)穿入鐵管內(nèi)，并盡量縮短連接距離。
10、按其說(shuō)明中的稱重傳感器量程選定來(lái)確定所用傳感器的額定載荷，稱重傳感器雖然本身具備一定的過(guò)載能力，但在安裝和使用過(guò)程中應(yīng)盡量避免此種情況。有時(shí)短時(shí)間的超載，也可能會(huì)造成傳感器*損壞。
11、在高度精度使用場(chǎng)合，應(yīng)使/稱重傳感器和儀表在預(yù)熱30分鐘后使用。[5]10應(yīng)用在高速公路的入口處建造載重檢測(cè)支路，當(dāng)載重卡車(chē)駛過(guò)動(dòng)態(tài)稱重橋時(shí)，稱重傳感器和電子稱即自行檢查判斷，同時(shí)給出信號(hào)控制交通信號(hào)燈。這樣我們就能很好的知道車(chē)輛有沒(méi)有超重，從而考慮要不要此車(chē)輛通行。這種應(yīng)用在高速路上的稱重傳感器要求量程大，精度要求不是特別高，但是*穩(wěn)定性必須好，隨著傳感器和其它電子設(shè)備的發(fā)展，將會(huì)越來(lái)越智能化，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)人控制就能阻止超重車(chē)輛通過(guò)，還能能車(chē)輛按重量收費(fèi)。