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美国Tedea-Huntleigh波纹管特迪亚称重传感器:
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美国Tedea-Huntleigh阻尼称重传感器
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传感器的灵敏度
灵敏度是指传感器在稳态工作情况下输出量变化△y对输入量变化△x的比值。
它是输出一输入特性曲线的斜率。如果传感器的输出和输入之间显线性关系,则灵敏度S是一个常数。否则,它将随输入量的变化而变化。
灵敏度的量纲是输出、输入量的量纲之比。例如,某位移传感器,在位移变化1mm时,输出电压变化为200mV,则其灵敏度应表示为200mV/mm。
当 传感器的输出、输入量的量纲相同时,灵敏度可理解为放大倍数。
提高灵敏度,可得到较高的测量精度。但灵敏度愈高,测量范围愈窄,稳定性也往往愈差。
传感器的分辨力
分辨力是指传感器可能感受到的被测量的zui小变化的能力。也就是说,如果输入量从某一非零值缓慢地变化。当输入变化值未超过某一数值时,传感器的输出不会发生变化,即传感器对此输入量的变化是分辨不出来的。只有当输入量的变化超过分辨力时,其输出才会发生变化。
通常传感器在满量程范围内各点的分辨力并不相同,因此常用满量程中能使输出量产生阶跃变化的输入量中的zui大变化值作为衡量分辨力的指标。上述指标若用满量程的百分比表示,则称为分辨率。
电阻式传感器
电阻式传感器是将被测量,如位移、形变、力、加速度、湿度、温度等这些物理量转换式成电阻值这样的一种器件。主要有电阻应变式、压阻式、热电阻、热敏、气敏、湿敏等电阻式传感器件。
电阻应变式传感器
传感器中的电阻应变片具有金属的应变效应,即在外力作用下产生机械形变,从而使电阻值随之发生相应的变化。电阻应变片主要有金属和半导体两类,金属应变片有金属丝式、箔式、薄膜式之分。半导体应变片具有灵敏度高(通常是丝式、箔式的几十倍)、横向效应小等优点。
压阻式传感器
压阻式传感器是根据半导体材料的压阻效应在半导体材料的基片上经扩散电阻而制成的器件。其基片可直接作为测量传感元件,扩散电阻在基片内接成电桥形式。当基片受到外力作用而产生形变时,各电阻值将发生变化,电桥就会产生相应的不平衡输出。
用作压阻式传感器的基片(或称膜片)材料主要为硅片和锗片,硅片为敏感 材料而制成的硅压阻传感器越来越受到人们的重视,尤其是以测量压力和速度的固态压阻式传感器应用zui为普遍。
热电阻传感器
热电阻传感器主要是利用电阻值随温度变化而变化这一特性来测量温度及与温度有关的参数。在温度检测精度要求比较高的场合,这种传感器比较适用。目前较为广泛的热电阻材料为铂、铜、镍等,它们具有电阻温度系数大、线性好、性能稳定、使用温度范围宽、加工容易等特点。用于测量-200℃~+500℃范围内的温度。
传感器的迟滞特性
迟滞特性表征传感器在正向(输入量增大)和反向(输入量减小)行程间输出-一输入特性曲线不*的程度,通常用这两条曲线之间的zui大差值△MAX与满量程输出F·S的百分比表示。
迟滞可由传感器内部元件存在能量的吸收造成。
焊接式封装形式
随着传感器生产设备的发展和普及,越来越多的生产厂家采用了焊接的方式来封装隔离膜压力传感器。由于半导体材料的原因,焊接后部件的温度一般不要超过125℃,zui高控制在150℃以内,这就加强了对设备的要求。一般可用于传感器再封装的焊接设备有()亚弧焊机、激光焊机和电子束焊机,它们都可以将焊接部件的温度控制在我们的要求以内。这种封装方式使传感器的适用介质范围大大增加,并减小了泄露的可能性,但是它对焊接材料不锈钢也有相当的要求,当不锈钢材料质量较低时会影响焊接的质量,降低焊接强度,形成压力管涌口而造成泄露。
TO封装压力传感器
TO型封装传感器是一种简易的压力敏感元器件,其传感器芯片上有一层硅凝胶在外界裸露,粘在TO-8管座上被一金属导气帽包围着,其zui大压力量程为150psi。其封装形式可分为以下两种:
直插式
其封装形式为印刷电路板安装形式,气路连接用一塑料软管插上即可,量程大一些的可用尼龙卡将软管卡住,以保证传感器压力连接的可靠性。
型圈密封式
这种密封方式和图一有相似的地方,但在引入的应力上二者有明显的区别,TO封装的传感器使用这种封装时应力是可以忽略的。
塑封型压力传感器
称重传感器负荷特性方面知识
额定量程:一只传感器的额定量程是指在设计此传感器在设计此传感器时,是以多大的力值来计算的。但实际使用时,一般只用额定量程的2/3~1/3甚至只有1/6。(原因见下面分析)。
允许使用负荷(或称安全超载):允许在一定范围内超负荷工作。一般为120%~150%;
极限负荷(或称极限超载):意即当工作超过此值时,传感器将会受到损坏。此值一般为200%FS~500%FS。
当电子秤的量程确定后,传感器的量程应选得比计算值要大,例6支30吨汽车秤,照均分计算,传感器的量程应为5吨,但实际上我们用不着量程只有15~20吨,是计算值的3~5倍。这是有理同的:因为实际工作时的偏载,超载和冲击是不可避免的。
还有一点要说明的是,传感器量程与灵敏系数密切相关。当设计灵敏度为1mv/v时,在同等的结构条件下,它显然比设计灵敏度为3mv/v的传感器安*力要大3倍。
所以传感器量程的选择有一定的机动性和规律性,一般要求用户提供总重,净重及使用工况,在订货前必须了解用户买此称重传感器将去干什么用,这是极重要的,保证用户使用成功。才会有本公司成功和声誉。
电器特性:输出阻抗:当本公司传感器与其它厂家传感器并联使用时,必须弄清该公司产品的输出阻抗,此值必须与其*,否则它会直接影响电子秤的输出特征和四角误差的调试。国内外应变式传感器的输出阻抗有一定的规范:一般为350欧、700欧、也有600欧 输入阻抗:由于传感器的输入端弹模补偿电阻和灵敏系数调整电阻,所以传感器的输入电阻都大于输出电阻,但可通过并联电阻方法使其变化。要求各传感器的输入阻抗*,若与其它厂家的传感器匹配。则应使输入阻抗与其*,否则在调试四角误差时会增加工时,因为传感器的输入阻抗对稳压电源而言是一个负载,只有负载一样,同一稳压电源才会提供一样的电源电压。
绝缘阻抗:这是传感器的一个重要性能参数。绝缘阻抗相当于传感器桥路与地之间串了一个阻值与其相当的的电阻,对这样一个电路网络进行计算,可证明绝缘电阻的大小会影响传感器的各项性能。而当绝缘阻抗低于某一个值时,电桥将无法正常工作。
*激励电压:一般为5~10伏。因一般称重仪表内配的稳压电源为5或10伏。
允许zui大激励电压: 为了提高输出电号,在某些情况下(例如大皮重)要求利用加大极激励电压的条件下来获得较大的信号,此时可加大激励电压;应变片允许通过zui大电流为25毫安,所以当桥路阻抗为350欧的传感器,允许zui大极力电压为17伏,由于采用高品质的应变计,我们把zui大激励电压定为20伏。而对于桥路阻抗为700欧的传感器,允许zui大激励电压还可高一倍。