施克SICK傳感器應(yīng)變特點詳解
施克SICK傳感器的測量范圍比電感式傳感器大一倍,它不僅能檢測金屬目標,而且還能檢測電介質(zhì),如紙、玻璃、木材和塑料等,甚至可以通過墻壁或紙殼進行檢測。由于人體在頻下相當于電導(dǎo)體,因此也出現(xiàn)了用于人的顫抖測量和防盜報警。
施克SICK傳感器在測量構(gòu)件應(yīng)變時,直接將應(yīng)變片黏貼在構(gòu)件上即可,但若要測量力、壓力、加速度等信號,應(yīng)先將這些物理量轉(zhuǎn)變成應(yīng)變,然后用應(yīng)變片測量,比直接測量時多了一個轉(zhuǎn)換過程,完成這種轉(zhuǎn)換過程的原件通常稱為彈性原件,因此,應(yīng)變式傳感器通常由彈性敏感原件和應(yīng)變計兩部分構(gòu)成。
施克SICK傳感器的部件,要求彈性原件彈性儲能高,通常表示為彈性材料儲存變形功而不發(fā)生一直變形的能力。壓力傳感器具有良好的機械加工和熱處理性能,具有較強的抗壓強度。受溫度影響小等特性,正確選擇彈性敏感原件及應(yīng)變計橋路是提高應(yīng)變式傳感器的重要途徑:
1、施克SICK傳感器測量范圍光精度高,測力傳感器可測0.01--1000000N的力,精度可達到0.05%FS以上;壓力傳感器可測0.1-1000000的壓力,精度可達到0.1%FS。
2、性能穩(wěn)定,使用壽命長,如稱重式機械杠桿稱,由于杠桿、刀口等部分互相摩擦產(chǎn)生損耗和變形,欲長期保持其精度是相當困難的,采用電阻應(yīng)變式稱重傳感器制成的電子泵、汽車衡、軌道衡等,能在惡劣的環(huán)境條件下長期穩(wěn)定工作。
3、頻率響應(yīng)特性極好。施克SICK傳感器一般電阻應(yīng)變計響應(yīng)時間為0.01MS,半導(dǎo)體應(yīng)變計可達到0.001MS如能在彈性原件上采取措施則由他們構(gòu)成的應(yīng)變式傳感器可測幾十千赫甚至上百千赫的動態(tài)過程。
施克SICK傳感器接線方法有四線制接法和六線制接法兩種。稱重傳感器選用四線制接法對二次儀表無特殊要求,便于使用,但當電纜線較長時,容易受環(huán)境溫度波動等因素的影響。 稱重傳感器常見的接線問題:
1、施克SICK傳感器的出線有4線和6線兩種;
2、施克SICK傳感器的接線也有4線和6線兩種;選擇接4線還是6線要看硬件的要求是如何的,原則是:能接6線的不接4線,必須接4線的就要進行短接。
一般施克SICK傳感器都是六線制的,若換成四線制,電源接線(EXC-,EXC+)與傳感器線(SENSE-,SENSE+)就分別短接了。
施克SICK傳感器連接線斷了如何處理
1、若輸出信號不是輸?shù)诫娔X上,用一般普通的線取代斷的線,在一般普通的傳感器裝置上面,一般輸出的信號都是到直流電流表上面的,所以可用一般的普通的線代替。
2、如果是把輸出信號輸?shù)诫娔X上,就需要再買一根專用的信號輸出插頭。
鐵磁元件在被測物重力作用下發(fā)生機械變形時,內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力并引起導(dǎo)磁率變化,使繞在鐵磁元件(磁極)兩側(cè)的次級線圈的感應(yīng)電壓也隨之變化。測量出電壓的變化量即可求出加到磁極上的力,進而確定被測物的質(zhì)量。磁極變形式傳感器的準確度不高,一般為1/100,適用于大噸位稱量工作,稱量范圍為幾十至幾萬千克。
施克SICK傳感器其固有振動頻率與作用力的平方根成正比。測出固有頻率的變化,即可求出被測物作用在彈性元件上的力,進而求出其質(zhì)量。振動式傳感器有振弦式和音叉式兩種。
施克SICK傳感器的彈性元件是弦絲。當承重臺上加有被測物時,V形弦絲的交點被拉向下,且左弦的拉力增大,右弦的拉力減小。兩根弦的固有頻率發(fā)生不同的變化。求出兩根弦的頻率之差,即可求出被測物的質(zhì)量。振弦式傳感器的準確度較高,可達1/1000~1/10000,稱量范圍為100克至幾百千克,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,加工難度大,造價高。
施克SICK傳感器的彈性元件是音叉。音叉端部固定有壓電元件,它以音叉的固有頻率振蕩,并可測出振蕩頻率。當承重臺上加有被測物時,音叉拉伸方向受力而固有頻率增加,增加的程度與施加力的平方根成正比。測出固有頻率的變化,即可求出重物施加于音叉上的力,進而求出重物質(zhì)量。音叉式傳感器耗電量小,計量準確度高達1/10000~1/200000,稱量范圍為500g~10kg。
稱重傳感器陀螺儀式
轉(zhuǎn)子裝在內(nèi)框架中,以角速度ω繞X軸穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)。內(nèi)框架經(jīng)軸承與外框架聯(lián)接,并可繞水平軸 Y 傾斜轉(zhuǎn)動。外框架經(jīng)萬向聯(lián)軸節(jié)與機座聯(lián)接,并可繞垂直軸Z 旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子軸 (X軸)在未受外力作用時保持水平狀態(tài)。轉(zhuǎn)子軸的一端在受到外力(P/2)作用時,產(chǎn)生傾斜而繞垂直軸Z 轉(zhuǎn)動(進動)。進動角速度ω與外力P/2成正比,通過檢測頻率的方法測出ω,即可求出外力大小,進而求出產(chǎn)生此外力的被測物的質(zhì)量。
施克SICK傳感器響應(yīng)時間快(5秒),無滯后現(xiàn)象,溫度特性好(3ppm), 振動影響小, 頻率測量準確精度高,故可得到高的分辨率(1/100000)和高的計量準確度(1/30000~1/60000)。
施克SICK傳感器其電阻也隨之改變的原理工作。主要由彈性元件、電阻應(yīng)變片、測量電路和傳輸電纜4部分組成。
施克SICK傳感器的結(jié)構(gòu)具有明確的應(yīng)力流線分布、輸出靈敏度高、彈性體為一整體、結(jié)構(gòu)簡單、受力狀態(tài)穩(wěn)定、易于加工等。目前在傳感器中還占著較大的比例,而對這種結(jié)構(gòu)傳感器的設(shè)計公式目前還不很完善。因這種彈性體的應(yīng)變計算比較復(fù)雜,通常在設(shè)計時把它看作為圓環(huán)式彈性體進行估算。特別是對1t及以下量程的板環(huán)式傳感器設(shè)計計算誤差更大,同時往往還會出現(xiàn)較大的非線性誤差。
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