电阻应变式称重传感器的原理与应用

电阻应变片式力觉传感器是利用电阻应变片变形时,其电阻也随之改变的原理工作。电阻应变式称重传感器在机器人测力、集装箱称重、电子汽车衡等场景中,均有着广泛的运用。

  称重传感器,是一种将质量信号转变为可测量的电信号输出的转换装置。称重传感器按转换方法分成了光电式、液压式、电磁力式、电容式、磁极变形式、振动式、陀螺仪式、电阻应变式等八大类。目前,电阻式应变式称重传感器是使用最为普遍的一种。

机器人应用中的电阻应变式力传感器

机器人应用中的电阻应变式力传感器

  电阻应变式称重传感器的原理

  我们知道,称重传感器是一种力学传感器。根据力的检测方式不同,力学传感器可分为应变片式、利用压电元件式及差动变压器、电容位移计式。其中,绝大多数衡器产品所用的还是电阻应变式力学传感器,商品化的力觉传感器大多是这一种。

电阻应变式称重传感器的原理示意图

惠斯登电桥电路放大应变片的微弱变化,资料图

  电阻应变片式力觉传感器是利用电阻应变片变形时,其电阻也随之改变的原理工作。主要由弹性元件、电阻应变片、测量电路和传输电缆四部分组成。具体来说,通过利用金属拉伸时电阻变大的现象,将它粘贴在加力方向上,可根据输出电压检测出电阻的变换。通过电阻应变片可将试件的应变转换成应变片的电阻变化,通常这种电阻变化很小。测量电路有多种,惠斯登电桥电路是最常用的电路。

集装箱称重管理系统中应用的称重传感器

集装箱称重管理系统中应用的称重传感器

  电阻应变式称重传感器的分类与应用

  电阻应变式称重传感器结构较简单,准确度高,适用面广,且能在相对比较差的环境下使用。因此,电阻应变式称重传感器得到了广泛的运用。目前,在称重传感器主要技术指标的基本概念和评价方法上,新旧国标有质的差异。主要有S型、悬臂型、轮辐式、板环式、膜盒式、桥式、柱筒式等几种样式。

  其中,S型称重传感器是最为常见的一种传感器,主要用在测固体间的拉力和压力,通用也人们也称之为拉压称重传感器。由于其外形呈S形,所以,习惯上也被称为S型称重传感器,这种传感器采用合金钢材质,胶密封防护处理,安装容易,使用方便,适用在吊秤、配料秤、机改秤等电子测力称重系统中。

  比如采用这种拉压式称重传感器的电子秤,相比普通压力传感器,拉压称重传感器准确度高、价格较便宜、不易损坏,因此应用前景广泛。该电子秤可用于工厂生产中配料和测力等场合,具有测量准确,分辨率高,不易损坏和价格便宜等优点。

电子汽车衡应用中的数字式称重传感器

电子汽车衡应用中的数字式称重传感器

  数字式称重传感器

  数字称重传感器是一种能将重力转变为电信号的力电转换装置,它主要就是指集电阻应变式称重传感器、电子放大器(AMC)、模数转换技术(ADC)、微处理器(MCU)于一体的新型传感器。目前,数字称重传感器与数字计量仪表技术的发展已逐渐成为称重技术领域的新宠,其以调试简便高效、适应现场能力强等优势正在该领域崭露头角。

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