隨著數(shù)字技術(shù)和信息技術(shù)的快速發(fā)展，各稱重行業(yè)對(duì)數(shù)字化電子衡器的需求愈來愈多，提出用數(shù)字稱重系統(tǒng)突破模擬稱重系統(tǒng)局限性的要求，對(duì)此模擬式稱重傳感器就無能為力了。因?yàn)樵诖酥?，稱重傳感器的研究都集中在對(duì)硬件精度方面，例如：創(chuàng)新彈性體結(jié)構(gòu)，改進(jìn)制造工藝，完善電路補(bǔ)償與調(diào)整等。模擬式稱重傳感器的輸出信號(hào)小，抗干擾能力差，傳輸距離短，稱重顯示控制儀表復(fù)雜，組秤調(diào)試周期長(zhǎng)等缺點(diǎn)依然如故。為滿足數(shù)字化電子衡器的需求，美國TOLEDO、STS和CARDINAL公司，德國HBM公司等先后研制出應(yīng)變式稱重傳感器，并以其輸出信號(hào)大，抗干擾能力強(qiáng)，信號(hào)傳輸距離遠(yuǎn)，易實(shí)現(xiàn)智能控制等特點(diǎn)，成為數(shù)字化電子衡器和自動(dòng)稱重計(jì)量與控制系統(tǒng)的必選產(chǎn)品，形成一個(gè)開發(fā)熱點(diǎn)。應(yīng)用技術(shù)研究也有突破性進(jìn)展：在傳統(tǒng)稱重模塊的基礎(chǔ)上，研制出新式稱重模塊。這是應(yīng)用新技術(shù)面對(duì)新挑戰(zhàn)的典型產(chǎn)品。其特點(diǎn)是組件化設(shè)計(jì)，具有“即插即用”功能，可減少由于偏重、熱效應(yīng)影響，偶然超載等引起的稱重誤差，并可承受由于振動(dòng)、沖擊、攪拌或其它外力引起的偏重?？傊?，70年代兩項(xiàng)技術(shù)突破，80年代兩個(gè)重大變革，90年代納入高新技術(shù)面對(duì)新挑戰(zhàn)的研發(fā)理念，大地促進(jìn)了稱重傳感器技術(shù)的發(fā)展。扭矩傳感器主要用來測(cè)量扭矩、轉(zhuǎn)速及機(jī)械效率，它將扭力的變化轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，其精度關(guān)系到所在測(cè)試系統(tǒng)的精度。其主要特點(diǎn)在于既可以測(cè)量靜止扭矩，也可以測(cè)量旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩和動(dòng)態(tài)扭矩;并且檢測(cè)精度高，穩(wěn)定性好，抗干擾性強(qiáng);不需反復(fù)調(diào)零即可連續(xù)測(cè)量正反轉(zhuǎn)扭矩，沒有導(dǎo)電環(huán)等磨損件，可以高轉(zhuǎn)速長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行;它輸出高電平頻率信號(hào)可直接送計(jì)算機(jī)處理。機(jī)械動(dòng)力設(shè)備的扭矩變化是其運(yùn)行狀況的重要信息。非接觸式扭矩傳感器?非接觸式扭矩傳感器也是動(dòng)態(tài)扭矩傳感器，又叫轉(zhuǎn)矩傳感器，轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器，旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器等。它的輸入軸和輸出軸由扭桿連接，輸入軸上有花鍵，輸出軸上則是鍵槽，當(dāng)扭桿受到轉(zhuǎn)動(dòng)力矩作用發(fā)生扭轉(zhuǎn)的時(shí)候，花鍵與鍵槽的相對(duì)位置則被改變，它們的相對(duì)位移改變量就是扭轉(zhuǎn)桿的扭轉(zhuǎn)量。這樣的過程使得花鍵上的磁感強(qiáng)度變化，通過線圈轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)。?非接觸扭矩傳感器的特點(diǎn)是壽命長(zhǎng)、可靠性高、不易受到磨損、有小的延時(shí)、受軸的影響小，應(yīng)用較為廣泛。電子稱重傳感器通常被用于靜態(tài)和的測(cè)量?？紤]到使用現(xiàn)場(chǎng)的重力加速度(g)和空氣浮力(f)的影響，通過將一個(gè)測(cè)量質(zhì)量(質(zhì)量)轉(zhuǎn)換為另一個(gè)測(cè)量質(zhì)量(輸出)來測(cè)量質(zhì)量的力傳感器。因此，電稱重傳感器的準(zhǔn)確性、一致性和可靠性是其工作的主要神圣責(zé)任。原材料和制造工藝如何影響稱重傳感器的準(zhǔn)確性、一致性和可靠性?從表面上看，傳統(tǒng)的稱重傳感器似乎只是由鋁或硬化鋼元素、電阻應(yīng)變儀、補(bǔ)償電阻、互連、填充材料和涂層組成。那么比較兩個(gè)相同稱重傳感器的差距體現(xiàn)在哪些方面?假設(shè)一款的工業(yè)稱重傳感器具有:良好的防潮性——防濕性是稱重傳感器失效的原因;耐用性-保守的設(shè)計(jì)還允許傳感器進(jìn)行超過100,000次循環(huán)而出現(xiàn)疲勞故障;符合出版的技術(shù)規(guī)范，包括線性、滯后和溫度補(bǔ)償;從一組傳感器到另一組產(chǎn)品的一致性。并不是所有的傳感器制造商都生產(chǎn)滿足這些性能要求的傳感器?，F(xiàn)在讓我們開始解釋為什么不同制造商的重量傳感器可能看起來一樣，但在性能、可靠性和一致性上不同。主要有兩個(gè)方面:一是耐久性的作用:稱重傳感器的基本設(shè)計(jì)就是確定其耐久性。它必須承受10萬次的重量，因?yàn)闄C(jī)械疲勞而損壞。采用計(jì)算機(jī)有限元分析方法對(duì)稱重傳感器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使傳感器的部位都不存在應(yīng)力集中。這種巧妙的設(shè)計(jì)，確保稱重傳感器能夠承受過載。二是防潮功能:稱重傳感器中的電阻應(yīng)變片易受潮。水分進(jìn)入電阻應(yīng)變片可能會(huì)導(dǎo)致稱重傳感器的性能不穩(wěn)定，甚至導(dǎo)致整體失效。因此，稱重傳感器的防潮設(shè)計(jì)基于以下幾點(diǎn):?封裝電阻應(yīng)變片—用防水材料覆蓋應(yīng)變片。第二，控制環(huán)境或創(chuàng)造一個(gè)低濕度的環(huán)境-防止?jié)駳膺M(jìn)入密封的稱重傳感器。第三，高質(zhì)量復(fù)合防水密封-保持傳感器元件不受影響，并在整個(gè)操作溫度低滲透。第四，焊接密封，玻璃和金屬電纜接頭有時(shí)也有效。第五，稱重傳感器電纜將導(dǎo)線與外殼緊密結(jié)合，防止水分通過電纜芯進(jìn)入電纜內(nèi)部。當(dāng)我們選擇稱重傳感器時(shí)，傳感器中帶有的描述會(huì)告訴我們傳感器的性能和許多參數(shù)，包括非線性，蠕變，溫度漂移，精度，重復(fù)性等。還有主要參數(shù)靈敏度通常標(biāo)記為:靈敏度2±0.002?(mv/?V)靈敏度是傳感器的一個(gè)重要性能指標(biāo)，當(dāng)然其他指標(biāo)也很重要，但是當(dāng)我們選擇使用傳感器時(shí)，這個(gè)指標(biāo)會(huì)直接影響使用。這意味著當(dāng)傳感器承受額定張力(100KG，如果全量程為100KG)和激勵(lì)電壓(也稱為輸入電壓)為1V時(shí)，在兩個(gè)輸出端都會(huì)有2mV的壓力變化。當(dāng)然，在實(shí)際運(yùn)行中，勵(lì)磁電壓會(huì)大于1V，一般為10V到12V，勵(lì)磁電壓一般為15V。如果100KG傳感器靈敏度為2±0.002?(mv/?V)，激勵(lì)電壓為10V，則100KG張力下輸出端的壓力變化為2*10=?20mV。在選擇傳感器時(shí)，我們通常同時(shí)使用3個(gè)或4個(gè)傳感器，所以我們必須要求每個(gè)傳感器的靈敏度相同才能同時(shí)使用。如果它們不一樣，整個(gè)秤就會(huì)不準(zhǔn)確，把一個(gè)東西放在同一個(gè)秤上不同的地方會(huì)顯示出不同的重量。如果換損壞的傳感器時(shí)也要找靈敏度和量程相同的傳感器，其他指標(biāo)可以忽略，只要兩個(gè)指標(biāo)相同，不考慮穩(wěn)定性、尺寸等，不同廠家的傳感器也可以一起使用。在旋轉(zhuǎn)動(dòng)力系統(tǒng)中，經(jīng)常需要測(cè)量的一個(gè)參數(shù)是旋轉(zhuǎn)扭矩,為了測(cè)量旋轉(zhuǎn)扭矩的大小就需要借助于扭矩傳感器，檢測(cè)旋轉(zhuǎn)扭矩的大小一般采用檢測(cè)扭轉(zhuǎn)角相位差的方式，扭矩都是通過旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)產(chǎn)生的，如果在上面安裝外界電源的話，布線就有很大困難，所以扭矩傳感器一般采用電池供電的方式，該方法即為遙測(cè)扭矩儀，如果因?yàn)槠浣佑|不可靠，也會(huì)引起測(cè)量的誤差。造出測(cè)量值與實(shí)際值相距甚遠(yuǎn)，通過載波調(diào)制用無線電發(fā)射的方法從旋轉(zhuǎn)軸上發(fā)射至軸外，再用無線電接收的方法，就可以得到旋轉(zhuǎn)軸受扭的信號(hào)，尤其是在情況下，在過去對(duì)于這個(gè)長(zhǎng)的進(jìn)料管線和高動(dòng)態(tài)，增加傳感器的信號(hào)電平，信號(hào)電平為±5V和/或通?！?0V，扭矩測(cè)量技術(shù)的歷史演變。在1678年開始，在這一年，羅伯特·胡克描述的胡克定律的材料延伸和相關(guān)材料張力之間的比例關(guān)系，電橋電路，它克服了導(dǎo)電滑環(huán)的很多缺點(diǎn)，但它也有不足之處，比方說電池容量有限，只能短期可以使用，現(xiàn)在的扭矩傳感器制作都是將的測(cè)扭應(yīng)變片粘貼在被測(cè)彈性軸上，組成應(yīng)變橋，向應(yīng)變橋供電，就可以測(cè)量扭矩的大小。它可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩信號(hào)的非接觸傳遞，檢測(cè)信號(hào)為數(shù)字信號(hào)，受外界干擾比較??；在齒輪的外側(cè)各安裝著一只接近傳感器，當(dāng)軸發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，這兩組傳感器就可以測(cè)量出兩組脈沖波，但體積較大，不易安裝和維護(hù)，低速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，測(cè)量不是很，現(xiàn)代轉(zhuǎn)矩傳感器通常有模擬信號(hào)輸出，在這些接口中，由相鄰的功率模塊和驅(qū)動(dòng)器的干擾是可能的。好的方法就是采用數(shù)字扭矩傳感器，集成電子位于軸上的區(qū)域，上面的直徑減少，對(duì)被施加到的旋轉(zhuǎn)部分的旋轉(zhuǎn)變壓器和旋轉(zhuǎn)的電子附著在軸上，它是在應(yīng)變傳感器的基礎(chǔ)上增加兩組旋轉(zhuǎn)變壓器，實(shí)現(xiàn)了能源和信號(hào)的非接觸傳遞，它不受轉(zhuǎn)速大小，旋轉(zhuǎn)方向影響，吸取了上面方法的優(yōu)點(diǎn)并克服了其缺陷，是現(xiàn)在測(cè)量扭矩的通用做法。扭矩傳感器主要用來測(cè)量扭矩、轉(zhuǎn)速及機(jī)械效率，它將扭力的變化轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，其精度關(guān)系到所在測(cè)試系統(tǒng)的精度。其主要特點(diǎn)在于既可以測(cè)量靜止扭矩，也可以測(cè)量旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩和動(dòng)態(tài)扭矩;并且檢測(cè)精度高，穩(wěn)定性好，抗干擾性強(qiáng);不需反復(fù)調(diào)零即可連續(xù)測(cè)量正反轉(zhuǎn)扭矩，沒有導(dǎo)電環(huán)等磨損件，可以高轉(zhuǎn)速長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行;它輸出高電平頻率信號(hào)可直接送計(jì)算機(jī)處理。機(jī)械動(dòng)力設(shè)備的扭矩變化是其運(yùn)行狀況的重要信息。2.應(yīng)變片扭矩傳感器應(yīng)變片扭矩傳感器使用的是應(yīng)變電測(cè)技術(shù)。它的原理是利用彈性軸，粘貼應(yīng)變計(jì)，組成了測(cè)量電橋，當(dāng)彈性軸受扭矩作用發(fā)生微小形變，電橋的電阻值就會(huì)發(fā)生變化，進(jìn)而電信號(hào)發(fā)生了變化，實(shí)現(xiàn)扭矩的測(cè)量。應(yīng)變片扭矩傳感器的特點(diǎn)是分辨能力高、誤差較小、測(cè)量范圍大、廉，便于選擇和大量使用。

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