柱式傳感器
柱式傳感器,是一種測(cè)量元件。
采用仿真與實(shí)驗(yàn)方法,探討了不同高度柱式應(yīng)變測(cè)力傳感器在各種偏心和斜載條件下,電橋直接輸出值的百分比誤差和利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行應(yīng)變數(shù)據(jù)融合后輸出的百分比誤差。
采用仿真與實(shí)驗(yàn)方法,探討了不同高度柱式應(yīng)變測(cè)力傳感器在各種偏心和斜載條件下,電橋直接輸出值的百分比誤差和利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行應(yīng)變數(shù)據(jù)融合后輸出的百分比誤差。
基本結(jié)構(gòu)
在測(cè)量過程中重力作用于彈性體上從而產(chǎn)生形變,這一應(yīng)變(正或負(fù))被黏貼在彈性體上得應(yīng)變片轉(zhuǎn)化為電子信號(hào)。傳感器除了包括必不可少的應(yīng)變片和彈性體外,通常還包括保護(hù)應(yīng)變片的外殼,密封元件等。
圖中顯示了柱式傳感器的彈性體的橫截面。左圖適用于受壓型負(fù)荷,右圖通過與其連接的螺紋桿能承受拉伸和壓縮的負(fù)荷。在黏貼應(yīng)變片的地方,柱子的橫截面減小,由此產(chǎn)生足夠大地應(yīng)變,從而獲得準(zhǔn)確的結(jié)果。整個(gè)彈性體的變形量很小,因此,此類傳感器在額定負(fù)荷下的
分類
中空型柱式傳感器
彈性體的上面部分通過兩片膜與保護(hù)外殼焊接相連。他們?cè)谒椒较蚍浅傆惨苑乐箓?cè)向力的損壞,而且測(cè)量方向很靈活,以便在測(cè)量過程中不產(chǎn)生水平分力,電路連線同樣通過氣密的玻璃導(dǎo)管從保護(hù)圈中引出。尤其形成一個(gè)完全密封包裝的傳感器。其應(yīng)變片不受外界氣體和液體的影響。
對(duì)測(cè)量極大負(fù)荷的傳感器通常選用另外一種形狀的彈性體,例如中空柱狀或管狀,方形柱則是不適合的,因?yàn)榈貌坏接欣趹?yīng)變片測(cè)量的均勻應(yīng)變場(chǎng)。圖為中空柱狀的彈性體,它相對(duì)易于制造,并且具有極高的抗側(cè)向力。并且密封也易于實(shí)現(xiàn),但是應(yīng)變片的黏貼比較困難。
扇形中空柱式傳感器
中空柱狀彈性體存在負(fù)荷加載問題并且具有相對(duì)高的滯后誤差,因此實(shí)際上常采用圖中的形狀,中空柱被分成多個(gè)扇形以減小滯后,負(fù)荷通過固定的板導(dǎo)入。
環(huán)扭矩原理
通常需要在提高精度的同時(shí)降低總體高度,根據(jù)環(huán)扭矩原理設(shè)計(jì)的彈性體可以解決此問題。軸向負(fù)荷通過內(nèi)殼導(dǎo)入,傳感器外殼自我支撐在支撐面上,通過內(nèi)殼和外殼之間的相對(duì)位移使內(nèi)外殼之間的環(huán)相對(duì)于負(fù)荷形變,基于這一原理的傳感器能夠承受非常高的側(cè)向力。
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