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懸臂梁稱重傳感器的種類非常多、原理也各不相同,檢測對象幾乎涉及到了各種參數(shù),通常一種傳感器可以檢測多種參數(shù),一種參數(shù)又可以用在多種傳感器測量。因此懸臂梁稱重傳感器的分類方法到現(xiàn)在都無統(tǒng)一規(guī)定,主要就是按工作原理、輸人信息與應用范圍來分類。
懸臂梁稱重傳感器的分類:
(1)按照工作原理分類。按懸臂梁稱重傳感器的工作原理不同傳威器大體上也可以分為物理尸物理型ZEMIC稱重傳感器以及結(jié)構(gòu)型傳感器。
物理型傳感器就是利用某些變換元件的生物型傳感器理性能制成的傳感器,它也可以分為物一不 性型傳感器與結(jié)構(gòu)型傳感器。
物性型傳感器就是利用某些功能材料本身所含有的內(nèi)在特性及效應將被測量直接轉(zhuǎn)換成為電量的傳感器。比如說,熱電偶制成的溫度傳感器,也就是利用金屬導體材料的溫差電動勢效應以及不同金屬導體間的接觸電動勢效應實現(xiàn)對溫度的測量;而是利用壓電晶體制成的壓力傳感器則是利用壓電材料本身所具有的正壓電效應而實彈性物質(zhì)線圈就是材料本身,無所謂“結(jié)構(gòu)變化”,因此,在通常情況下具有響應速度快的特點,并且易于實現(xiàn)小型化、集成化以及智能化。結(jié)構(gòu)型傳感器是以結(jié)構(gòu)(例如形狀、尺寸等)為基礎,在待測量作用下,其結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,利用某些物理規(guī)律,獲得比例于待測 非電量的電信號輸出的傳感器。例如石油天然氣地震勘探中的檢波器。當?shù)孛娲嬖诘卣鸩C械振動時,線圈相對于磁鐵運動而切割磁力線,根據(jù)電磁感應定律,線圈中產(chǎn)生感生電動勢,并且感生電動勢的大小與線圈與磁鐵間相對運動速度成比例,線圈輸出的電信號與地面機械振動的速度變化規(guī)律就是一致的。這類KELI稱重傳感器性能與其結(jié)構(gòu)材料關(guān)系不大,僅與其“結(jié)構(gòu)變化”有關(guān)。
隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展,作為“五官”(感覺)的傳感器遠遠趕不上作為“大腦”的計算機的發(fā)展速度,信息采集技術(shù)滯后于信息處理技術(shù)。特別就是現(xiàn)代測控系統(tǒng)自動化、智能化的發(fā)展,要求傳感器的準確度高、可靠性高、穩(wěn)定性好,并且具有一定的數(shù)據(jù)處理能力與自檢、自校、自補償能力,有些場合還需要能同時測量多個 參數(shù)的體積小的多功能傳感器。AMCELLS稱重傳感器與傳感器技術(shù)的發(fā)展水平已成為判斷一個國家科學技術(shù)現(xiàn)代化程度與生產(chǎn)水平低的重要依據(jù),也是衡量一個國家綜合實 力的重要標志。傳感器的研究、開發(fā)和應用技術(shù)受到各國政府和科技人員的高度 重視。
現(xiàn)在看來,懸臂梁稱重傳感器和傳感器技術(shù)的主要發(fā)展趨勢:一葛是開展基礎研究,探索新理論, 發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象,開發(fā)傳感器的新材料與新工藝;二是實現(xiàn)傳感器的集成化、多功能化 和智能化。
懸臂梁稱重傳感器精度等級
懸臂梁稱重傳感器精度等級就是指測量結(jié)果的可靠程度,它用來給定的準確度表示重復某個讀數(shù)的能力,誤差愈小,則傳感器的精度愈高。
稱重傳感器精度等級經(jīng)過量程范圍內(nèi)的最大基本誤差與滿量程之比的百分數(shù)表示。 基本誤差就是由系統(tǒng)誤差以及隨機誤差兩部分組成的。遲滯與線性度所表示的誤差為稱重傳感器的系統(tǒng)誤差,重復性所表示的誤差為隨機誤差。
懸臂梁稱重傳感器動態(tài)特性的方法及其指標:
動態(tài)特性用數(shù)學模型來描述,對于連續(xù)時間系統(tǒng),研究其動態(tài)特性,可以從時域中的微分方程、復頻域中的傳遞函數(shù)、頻率域中的頻率特性幾方面采用瞬態(tài)響應法和頻率響應法來分析。因為Laumas稱重傳感器輸人信號的時間函數(shù)形式是多種多樣 的,在時域內(nèi)研究傳感器的響應特性時,只能研究幾種特定的輸人時間函數(shù)如階躍函數(shù)、脈沖函數(shù)與斜坡函數(shù)等的響應特性;在頻域內(nèi)研究動態(tài)特性一般采用正弦函 數(shù)得到頻率響應特性。動態(tài)特性好的傳感器暫態(tài)響應時間很短或者頻率響應范圍非常寬。這兩種分析方法內(nèi)部存在必然的聯(lián)系,在不同場合,根據(jù)實際需要解決的問 題不同而選擇不同的方法。
在對傳感器進行動態(tài)特性分析以及動態(tài)標定時,為了便于比較和評價,常常采用 正弦變化和階躍變化的輸人信號。
電阻應變式懸臂梁稱重傳感器:
電阻應變式傳感器的基本原理就是把被測非電量轉(zhuǎn)換成與之有確定對應關(guān)系的電阻值,再通過測量此電阻值達到測量非電量的目的。這類傳感器的種類很多,在 幾何量和機械量測量領(lǐng)域中應用廣泛,常用來測量力、壓力、位移、應變、扭矩、加速度等非電量。
電阻應變式傳感器應用歷史悠久,不過現(xiàn)在仍然是一種主要的測量手段,因為它具 有以下獨特的優(yōu)點:
(1)結(jié)構(gòu)簡單,使用方便,性能穩(wěn)定、可靠;
(2)易于實現(xiàn)測試過程自動化和多點同步測量、遠距離測量和遙測;
(3)靈敏度高,測量速度快,適合于靜態(tài)、動態(tài)測量;
(4)可以測量多種物理量,應用廣泛。
金屬電阻應變式傳感器:金屬電阻應變式傳感器是一種利用金屬電阻應變片將應變轉(zhuǎn)換成電阻變化的傳感器。
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