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稱重傳感器

稱重傳感器簡介

稱重傳感器是將力轉換為可測量的電信號輸出的傳感器。盡管稱重傳感器種類繁多,但基于應變計的稱重傳感器是最常用的類型。

除了某些實驗室還在使用精密的機械天平外,應變計稱重傳感器已在稱重行業占據了統治地位。氣動稱重傳感器有時應用在對本質安全性和安全衛生性要求較高的領域;液壓稱重傳感器不需要電源,因此適用于遠程應用。應變計稱重傳感器可提供 0.03% 到 0.25% 的滿量程精度,適用于幾乎所有工業應用。

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惠斯通電路與補償

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稱重傳感器發展歷史

在應變計稱重傳感器成為工業稱重領域常用的稱重方法之前,人們普遍使用機械杠桿秤。機械秤可以稱量從藥丸到列車車廂的所有物品,只要適當校準和維護,即可保證足夠的精度和可靠性。其工作方式包括利用重量平衡機制或者檢測由機械杠桿產生的力。最早的預應變計測力傳感器包括液壓和氣動兩種設計。1843 年,英國物理學家 Charles Wheatstone 爵士發明了可測量電阻的電橋電路?;菟雇姌螂娐贩浅_m用于測量應變計中的電阻變化。盡管第一臺粘貼式電阻絲應變計早在二十世紀四十年代就已開發出來,但直到現代電子技術蓬勃發展,這項技術才有了技術和經濟可行性。而從那時起,應變計就廣泛地應用在機械秤和獨立稱重傳感器中。

稱重傳感器工作原理

稱重傳感器的設計可按生成的輸出信號類型(氣動、液壓、電氣)或重量檢測方式(彎梁、剪切梁、壓力、張力等)區分。

液壓稱重傳感器是一種力平衡設備,通過內部填充液體的壓力變化測量重量。在滾動隔膜式液壓稱重傳感器中,作用在集料器上的負載或力將傳遞到活塞,進而壓擠封閉在彈性隔膜腔中的填充液體。力越大,液壓液體的壓力就越大。此壓力值可在本地指示,也可發送到其它位置,以實現遠程指示或控制。輸出具有線性特性,相對來說不易受填充液體的容量和溫度的影響。如果稱重傳感器經過適當的安裝和校準,則精度可達到滿量程 0.25% 以內,適用于大多數的過程稱重應用。由于這種傳感器不使用電氣元件,因此非常適用于危險區域。典型的液壓稱重傳感器應用包括罐體、箱體和漏斗稱重。為了達到最高的精度,應在罐體的每個支撐點放置一個稱重傳感器,通過將這些傳感器的輸出求和,得出罐體的總重量。了解更多關于稱重傳感器安裝方法

氣動稱重傳感器也利用力平衡原理。這些設備采用多個阻尼腔,可實現比液壓設備更高的精度。在一些設計中,第一個阻尼腔用作皮重腔。氣動稱重傳感器經常用于對清潔程度和安全性要求較高的行業,可測量相對較小的重量。對溫度變化不敏感以及固有的防爆能力是這種稱重傳感器的兩大優點。此外,即使隔膜破裂,其中的液體也不會造成污染。其缺點是,響應速度相對較慢,并且需要清潔干燥的調節空氣或氮氣。

應變計稱重傳感器可將作用在其上的負載轉換為電信號。應變計粘合在梁或結構構件上,這些部件在承重時會發生變形。大多數情況下,使用四個應變計可獲得最高的敏感度和溫度補償。通常兩個應變計用于測量張力,另外兩個用于測量壓力,這些應變計相互連接以實現補償調整(如圖 7-2 所示)。承重時,應力引發的應變計電阻變化與負載成正比。隨著應變計稱重傳感器的精度持續提高、單位成本持續下降,其它稱重傳感器正逐步退出歷史舞臺。

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為您的應用選擇合適的稱重傳感器

壓力稱重傳感器 壓力稱重傳感器
壓力稱重傳感器通常采用整體按鈕式設計。這種傳感器適合安裝在空間有限的區域,具有極佳的長期穩定性。
壓力/張力稱重傳感器 壓力/張力稱重傳感器
壓力/張力稱重傳感器可用于負載在壓力和張力之間來回轉換的應用。這種傳感器適用于空間有限的環境,其帶螺紋的端頭可方便安裝。
S 梁稱重傳感器 S 梁稱重傳感器
S 梁稱重傳感器因其 S 狀的外形而得名。S 梁稱重傳感器可在受到張力或壓力時提供相應的輸出,適用于罐內液位、漏斗和地秤等應用。它具有極佳的抗側能力。
彎梁式稱重傳感器 彎梁式稱重傳感器
彎梁式稱重傳感器適用于需要多個稱重傳感器的應用,例如罐體稱重和工業過程控制。它采用低外形結構,適用于空間有限的區域。
平臺單點式稱重傳感器     平臺單點式稱重傳感器
    平臺單點式稱重傳感器用于商業和工業稱重系統。無論負載處于平臺的哪個位置,均可提供精確的讀數。
筒式稱重傳感器 筒式稱重傳感器
筒式稱重傳感器適用于單稱重和多稱重應用。許多此類傳感器均采用全不銹鋼設計,提供全方位的密封保護,適用于沖洗和潮濕區域。
Low Profile Load Cell 小型稱重傳感器
小型稱重傳感器包括壓力和張力/壓力稱重傳感器。它采用方便安裝的安裝孔和內螺紋。經常用于稱重研究和流向力監視。

常見問題

稱重傳感器性能比較

類型 稱重范圍 精度 (FS) 應用 優點 缺點
機械稱重傳感器
液壓稱重傳感器 最高10,000,000 lb 0.25% 罐體、箱體和漏斗。 危險區域。 作用廣、 對溫度不敏感。 昂貴、復雜。
氣動稱重傳感器 范圍廣 食品行業、危險區域 本質安全。 不含液體。 響應速度慢。 需要清潔干燥的空氣
應變計稱重傳感器
彎梁式稱重傳感器 10-5k lbs. 0.03% 罐體、臺秤 成本低、結構簡單 應變計外露, 需要保護
剪切梁式稱重傳感器 10-5k lbs. 0.03% 罐體、臺秤、 偏心負載 良好的抗側能力, 密封性和防護性更佳  
筒式稱重傳感器 最高500k lbs. 0.05% 卡車、罐體、地秤和漏斗秤 可稱量移動負載 無水平負載保護
環形和薄餅形稱重傳感器 5- 500k lbs.   罐體、箱體、秤 全不銹鋼材質 不允許負載移動
按鈕和墊圈式 稱重傳感器 0-50k lbs
0-200 lbs.(典型)
1% 小秤 體積小、價格低 負載必須居中放置, 不允許負載移動
其它稱重傳感器
螺旋形 0-40k lbs. 0.2% 平臺、叉車、車輪載荷、 汽車座椅重量 可處理偏軸負載、 過載、震動  
光纖   0.1% 電力傳輸 電纜、螺柱或螺栓安裝 不受 RFI/EMI 和 高溫影響,本質安全  
壓阻   0.03%   靈敏度極高, 高信號輸出電平 成本高、非線性輸出


稱重傳感器 | 技術參考
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