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力传感器的基本原理

文章出处:网络转载人气:发表时间:2021-12-08 14:51:48

        力传感器内部通常贴有应变电阻,相互连接,构成惠斯通电桥。而惠斯通电桥是一种模拟信号,通常以毫伏/伏激励表示。来自应变计的信号必须经过"调节",然后才能通过ADC(模数转换器)进行数字化。信号调理器可以是单独的设备,或者在数字显示器的情况下,可以是内部组件。信号调理器是一种将电信号转换为对用户更有用的另一种形式的信号的设备。力传感器信号调理可包括放大、衰减、激励、滤波和隔离。放大是指将小信号转换为比例较大的信号,例如mV放大至V级别。衰减的含义与放大相反,指将大信号转换为比例较小的信号。激励指施加到传感器的电压的外部应用,用于正常运行。滤波可消除特定频率范围内额外的噪声干扰。隔离用于断开接地环路,阻止高压浪涌并抑制高共模电压,从而保护操作员和测量设备。

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       在使用任何力传感器之前,它必须进行校准。目的是将输出电压转换为用户定义的值。换句话说,必须告诉系统的数据处理组件多少mV / V等于1kg。在校准过程中,通过校准压力机将已知重量施加到力传感器上。校准技术人员对指示器进行调整,以了解生成的mV/V输出等于已知重量。例如,如果对系统施加200kg负载并且输出为1.501 mV/V,则指示器被编程为将1.501 mV/V信号识别为200kg。

       在多传感器测力系统中,每个称重传感器的 mV/V 输出将略有不同。出厂时标称输出为3mV/V的力传感器的实际输出范围为2.93.1mV/V。接线盒执行微调功能以弥补这些细微的差异。

       在多分力平台中有四个内部称重传感器。校准系统时,每个信号在接线盒内进行"微调",以便在引入已知测试砝码时返回几乎相同的mV/V输出。此过程可确保无论负载位置或方向如何,相同的负载都将读取相同的负载。这在称重非自流平产品(如污垢、面粉、混凝土等)的应用中尤其重要。

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       接线盒还执行求和功能,该功能将各个力传感器的输出组合在一起,使数字指示器看起来像是一个承载负载的称重传感器。组合信号与电池的组合mV/V输出成正比。例如,4个输出为3.000 mV/V的力传感器将通过接线盒"求和"再取均值,以便指示器的输出为3.000 mV/V