光柵傳感器利用光柵形成的莫爾條紋將角位移轉化為光電信號(圖2)。有兩個光柵,壹個是固定光柵,另壹個是安裝在表盤軸上的移動光柵。加在承載平臺上的被測物體通過傳力杠桿系統使刻度盤軸轉動,帶動動光柵轉動,使莫爾條紋隨之運動。利用光電池、轉換電路和顯示儀表,可以計算出已移動的莫爾條紋數,測量出光柵的旋轉角度,從而確定並讀出被測物體的質量。
碼盤傳感器(圖3)的碼盤(符號板)是安裝在表盤軸上的透明玻璃,上面有按照壹定編碼方法編碼的黑白碼。當承載平臺上的被測物體通過傳力杠桿轉動刻度盤軸時,碼盤也轉動壹定角度。光電池會通過碼盤接收光信號並轉換成電信號,然後由電路進行數字處理,最後在顯示器上顯示出代表被測質量的數字。光電傳感器過去主要用於機電組合秤。它的工作原理是利用電容振蕩電路的振蕩頻率f與極板間距d之間的正比關系(圖6)。有兩個極板,壹個是固定的,另壹個是活動的。當測試對象加載在承載平臺上時,板簧發生撓曲,兩板之間的距離發生變化,電路的振蕩頻率也發生變化。通過測量頻率的變化可以得到承載臺上被測物體的質量。電容式傳感器功耗小,成本低,精度為1/200 ~ 1/500。
主要優勢
電阻、電感和電容是電子技術中的三種無源元件。電容式傳感器是將測量的變化轉化為電容變化的傳感器,本質上是壹個參數可變的電容器。
電容式傳感器具有以下優勢:
(1)高阻抗、低功耗和低輸入能量。
(2)可以獲得大的變化,因此具有高的信噪比和系統穩定性。
(3)動態響應快,工作頻率可達幾兆赫,在厚B接觸測量中被測對象可以是導體或半導體。
(4)結構簡單,適應性強,能在高低溫、強輻射等惡劣環境下工作,應用廣泛。
隨著電子技術和計算機技術的發展,電容傳感器易受幹擾、分布電容等缺點被不斷克服,出現了容柵位移傳感器和集成電容傳感器。因此廣泛應用於非電量測量和自動檢測,可以測量壓力、位移、轉速、加速度、A度、厚度、液位、濕度、振動、成分含量等參數。電容式傳感器具有良好的發展前景。
主要缺點缺點1:輸出阻抗高,負載能力差。
缺點2:非線性輸出特性
缺點三:寄生電容影響大彈性元件受力後,其固有振動頻率與受力的平方根成正比。通過測量固有頻率的變化,可以求出被測物體作用在彈性元件上的力,進而求出其質量。振動傳感器有兩種:振弦傳感器和音叉傳感器。
振弦式傳感器的彈性元件是弦線。當被測物體加到承臺上時,V形弦的交點被拉下,左弦的張力增大,右弦的張力減小。兩根弦的固有頻率變化不同。找出兩根弦的頻率之差,就可以求出被測物體的質量。振弦式傳感器精度高,可達1/1000 ~ 1/10000,稱重範圍為100克到幾百公斤,但結構復雜,加工難度大,成本高。
音叉傳感器的彈性元件是音叉。音叉的末端固定有壓電元件,壓電元件以音叉的固有頻率振蕩,可以測量振蕩頻率。當被測物體加在承載平臺上時,音叉的固有頻率因張力方向而增大,增大的程度與所受作用力的平方根成正比。通過測量固有頻率的變化,可以得到重物對音叉的作用力,進而得到重物的質量。音叉傳感器功耗小,測量精度高達1/10000 ~ 1/200000,稱重範圍為500 g ~ 10 kg。如圖10所示,轉子安裝在內框架中,繞X軸穩定旋轉,角速度ω。內框架通過軸承與外框架連接,可繞水平軸y傾斜旋轉,外框架通過萬向聯軸器與機座連接,可繞垂直軸z旋轉,無外力作用時轉子軸(X軸)保持水平。當外力(P/2)作用在轉子軸的壹端時,它傾斜並繞垂直軸Z旋轉(進動)。進動角速度ω與外力P/2成正比。通過檢測頻率來測量ω,就可以計算出外力的大小,進而計算出產生這個外力的被測物體的質量。
陀螺儀傳感器具有響應時間快(5秒)、無遲滯、溫度特性好(3ppm)、受振動影響小、測頻精度高等優點,因此可以獲得高分辨率(1/100000)和高測量精度(1/30000 ~ 1/)。1.定義
數字稱重傳感器是壹種將重力轉換成電信號的機電轉換裝置。主要是指壹種集電阻應變稱重傳感器、電子放大器(AMC)、模數轉換技術(ADC)和微處理器(MCU)於壹體的新型傳感器。
2.功能和應用
數字稱重傳感器和數字測量儀器技術的發展逐漸成為稱重技術領域的新寵,其調試簡單高效、現場適應性強等優點正在該領域嶄露頭角。
3.s型定義
如圖所示,S型稱重傳感器是最常見的傳感器之壹,主要用於測量固體之間的張力和壓力。它通常也被稱為張力和壓力傳感器。因為它看起來像壹個S形,習慣上也被稱為S型稱重傳感器。該傳感器由合金鋼制成,采用膠粘密封保護,安裝使用方便,適用於吊秤、配料秤、機械秤等電子稱重系統。