稱重傳感器的類型和工作原理
稱重傳感器有時(shí)也稱為測壓元件，是利用應(yīng)變計(jì)作為傳感元件的傳感器?？蓪⑹┘拥牧D(zhuǎn)換為輸出信號，用于測量壓力等力，最常見的是重量。稱重傳感器可以使用不同的技術(shù)來產(chǎn)生輸出。下面將給大家介紹幾種類型的稱重傳感器。
稱重傳感器的類型和工作原理
1、氣動稱重傳感器
包括加壓空氣或氣體源，其通過壓力調(diào)節(jié)器供給至測壓元件內(nèi)部的腔室。當(dāng)壓力施加到測壓元件頂面上的板上時(shí)，柔性隔膜被壓縮。壓力計(jì)測量施加的重量產(chǎn)生的氣壓。平衡被測物體重量所需的壓力量可用于測量重量，并可在需要時(shí)轉(zhuǎn)換成電信號。
2、液壓測壓元件
類似于氣動測力傳感器，利用液壓油或水等加壓液體來平衡施加的負(fù)載。稱重傳感器內(nèi)部的柔性膜片安裝在活塞下方，活塞連接到一個(gè)稱為負(fù)載平臺的板上。當(dāng)載荷施加到測壓元件上時(shí)，物體的重量移動活塞，使隔膜彎曲并壓縮腔室中的流體，導(dǎo)致流體壓力增加。壓力計(jì)監(jiān)測壓力的變化，其值與施加的重量或力成正比。經(jīng)過適當(dāng)校準(zhǔn)后，壓力讀數(shù)可以轉(zhuǎn)換為重量，并直接從模擬儀表中讀取，或者可以轉(zhuǎn)換為電輸出信號，如標(biāo)準(zhǔn)的4-20mA輸出。液壓稱重傳感器以及類似的氣動稱重傳感器都有一個(gè)共同的特點(diǎn)，即它們不直接依賴于電流的使用，因此可用于存在潛在爆炸危險(xiǎn)的環(huán)境中。
3、壓電晶體稱重傳感器
基于壓電效應(yīng)的概念，piezo這個(gè)希臘詞的意思是“擠壓”。稱重傳感器內(nèi)有一組晶體元件，晶體之間有一個(gè)電極。在沒有機(jī)械應(yīng)力的情況下，晶體不受應(yīng)力，并顯示出平衡的電荷。當(dāng)受到負(fù)載或機(jī)械應(yīng)力時(shí)，晶體變形，導(dǎo)致晶體電荷對稱中心的變化，產(chǎn)生電荷的比例變化，然后可以測量。測量電荷量提供了施加到壓電晶體測力傳感器上的重量或力的大小的指示。一種稱為電荷放大器的裝置可以用來將晶體中電荷的大小轉(zhuǎn)換成模擬或數(shù)字輸出信號，以便顯示或處理。
4、感應(yīng)稱重傳感器
螺線管線圈內(nèi)有一個(gè)鐵磁芯。當(dāng)向傳感器施加負(fù)載時(shí)，施加的力改變線圈內(nèi)磁芯的位置，導(dǎo)致線圈或電感器的電感變化。所測得的電感變化可用于確定線圈移動的幅度，并可被校準(zhǔn)到所施加的力的測量值。一種稱為磁阻測壓元件的裝置也有類似的工作原理，它直接響應(yīng)力的施加來改變氣隙的磁阻。
5、電容式稱重傳感器
利用傳感器電容變化的原理來測量所施加負(fù)載的大小。該裝置中有一組平行板，通過電流充電，直到達(dá)到穩(wěn)定的充電狀態(tài)，形成電容器。板上存儲的電荷量與板面積成正比，與板之間的分隔距離或間隙成反比。當(dāng)載荷施加到測壓元件上時(shí)，施加的力改變板之間的分離距離，從而改變電容。這種變化可以通過電子方式測量，并轉(zhuǎn)換成稱重傳感器的重量指示。
6、磁致伸縮測壓元件
基于磁致伸縮原理工作，其中當(dāng)鐵磁性材料受到施加的應(yīng)力時(shí)，這些材料的磁導(dǎo)率將改變。這意味著當(dāng)材料被磁化時(shí)，它將受到應(yīng)力或應(yīng)變，從而改變其長度或產(chǎn)生扭矩。原理也是反過來的——施加在材料上的感應(yīng)應(yīng)力會導(dǎo)致材料磁性狀態(tài)的改變。磁致伸縮力傳感器利用這一特性來感測力傳感器中由于施加的負(fù)載而發(fā)生的偏轉(zhuǎn)量。然后，偏轉(zhuǎn)可以被轉(zhuǎn)換成代表物體重量或所施加的力的大小的值。
