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单个称重传感器组装电子秤的要点
公布时间:2015-12-21作者:来源:浏览次数:9764

    1.单个称重传感器组装电子秤对称重传感器性能的要求

    单个称重传感器组装电子秤时,出于准确度、稳定性和可靠性的考虑,对称重传感器弹性元件的结构形式、支承疆域、载荷引入方法、四角误差调解、平安过负荷能力、疲劳寿命等都提出了较严格的要求,主要包括:

    (1)固有线性好,准确度高,疲劳寿命长。

    (2)量程范畴宽,平安过负荷能力强。

    (3)对端面力、横向力和扭力矩不敏感。

    (4)温度赔偿完善,零点和灵敏度温度误差小。

    (5)防护与密封性能好,工作稳定性与可靠性高。

    (6)装置便当,容易调解四角误差。 

    2.单个称重传感器组装电子秤对疆域条件的要求

    通常,一台称重传感器有两个接受载荷的接触面,即引入载荷和支承载荷的接触面。这些载荷条件的变革将引起接触面上载荷散布的变革,即使在接触面上总的作用载荷坚持稳定,也将导致称重传感器的灵敏度变革。

    单个称重传感器组装电子秤时,多采用平行梁结构的正应力称重传感器,其支承面和加载面均为称重传感器弹性元件的一局部。关于这种平行梁称重传感器,决定加载疆域条件的因素主要是支承底座、托架、垫块的结构及所用资料的硬度、外表粗糙度等,因此支承方法即弹性元件根部固定的合理性至关重要。

    单个平行梁称重传感器组装电子秤时,其固定端应有足够大的平衡力矩,尽量使其为固支。加载端载荷的引入应采用钢球,因为钢球通报载荷时,它只感受和通报笔直偏向上的轴向载荷,而对侧向载荷和扭矩不敏感,这样平行梁称重传感器的输出就只取决于沿主轴偏向的载荷巨细。

二、平行梁称重传感器的偏载误差

  单个平行梁称重传感器组装的电子秤,在称量物体重量时,白于每次物体的安排位置相互差别,因此爆发偏载并在电阻应变计处引起附加应变,使称重传感器的输出爆发误差,通常称为偏载误差。因此,必须对平行梁型称重传感器的偏载误差进行理论剖析,找出消除偏载误差的办法。

    1.在X偏向上的偏载误差

    图3-la所示为典范的双孔平行梁弹性元件,双孔中心距为L,上下梁1、2、3、4辨别为单轴电阻应变计,孔与平行梁最小厚度为矗。当平行梁弹性元件受偏心载荷P作用时,在其端部爆发附加力矩M。,此力矩由上下平行梁爆发的轴力P,来平衡,如图15-lb所示。并且轴力P,的作用线与孔的形心线(中性轴)不重合,因此上下平行梁粘贴电阻应变计的部位,还要受到轴力Pl引起的附加弯矩M。的影响,如图15-lc所示。

    设轴力P,的作用线与形心线的距离为Ah,则

    Mo—P1 Ah

    由于X偏向上偏载P的影响,上下平行梁同时爆发轴力P,引起的拉伸(或压缩)应变£,,和弯矩M引起的弯曲应变e,。,即

    一  P

    e,,=AoE

    Mo皇

    8 zz -可x式中Ao -平行梁的截面积;

    矗——平行梁双孔处的最小臂厚;

    E——弹性元件资料的弹性模量;

    Jx-平行梁应变截面的惯性矩。

    X偏向偏载影响的结果,使平行梁上电阻应变计所丈量的应变均由三局部组成,辨别是载荷P、轴力Pl和弯矩Mo引起的应变值,即每一片电阻应变计的输出应变均为这三局部应变值的代数和。

    设各电阻应变计总应变辨别为e,7、e。、e。、和e;7,并以正、负号表示拉伸、压缩应变。表15-1给出了载荷P、轴力P,和弯矩Mo引起的应变。

    Z偏向偏载引起的附加力矩为:

    Mz =PL2

    式中,L2为载荷作用点偏离弹性元件中心的距离。扭矩M。由上下平行梁的扭转力矩相平衡,扭转将使上下平行梁爆发剪切应力,同时端部力P2还会使上下平行梁在XZ平面内爆发弯曲应力。可运用剖析X偏向偏载的办法来剖析此种情况,其剖析结果是应变区每一片电阻应变计,都受到偏载P引起的弯曲应力、扭矩M。引起的剪切应力和端部力P:引起的弯曲应力三局部作用,总应变仍然是这三局部应变的代数和。按上述办法贴片组桥,并对电阻应变计粘贴位置的准确度和弹性元件尺寸及形位公差严格控制,同样可以消除Z偏向偏载对称重传感器输出的影响。

    3.电阻应变计粘贴位置误差对输出的影响

    电阻应变计在平行梁上的粘贴位置误差,可按以下四种情况进行剖析:粘贴位置十分准确;与X轴成笳角且对X轴阻挡称;偏移X轴AZ距离;相对X轴同时爆发A夹角和AZ偏移。电阻应变计粘贴位置误差示意图如图15 3所示。

    图lo-3  电阻应变计粘贴位置误差示意图

    (1)电阻应变计粘贴位置十分准确

    电阻应变计粘贴位置十分准确是很难做到的,如图15-3a所示,这只是为了剖析问题的一个假设。此时,在扭矩Mz引起的剪应力r作用下,X偏向的应变为:

s,= - ysinAOcosAO式中y-截面所接受的剪应变;

    AO-电阻应变计与X轴的夹角。

    由于电阻应变计粘贴位置十分准确,所以:

    AO=O

    则    £。-O

    同样,端部力P。引起的弯曲应力在贴片处(中性面上)的弯曲应变也为零,故Z偏向的偏载对称重传感器的输出无影响。

    (2)电阻应变计粘贴位置与X轴成凹角且关于X轴阻挡称

    此种情况比较常见,电阻应变计粘贴位置误差如图15-3b所示。此时,在扭矩M:引起的剪应力r作用下,改变了电阻应变计的应变输出,可用X偏向的应变公式计算,即:

    s。= -),sinAOcos/\0

    因筒角较小,X偏向的应变公式可进一步简化为:

    £。= -YAO

    (3)电阻应变计粘贴位置偏移X轴/\Z距离

    此种情况也比较常见,电阻应变计粘贴位置误差如图15-3c所示。由于端部力P:在XZ平面内引起弯曲变形,使电阻应变计爆发附加的弯曲应变,此时输出的变革为:

    M/\Z

    £b2 -

    EJ Y

    一』生

  令    娃一琶J Y

  则    £b一-aAZ式中M-端部力P。引起的电阻应变计处的弯矩;

    AZ-电阻应变计轴线偏离X轴距离;

    口——由资料和结构尺寸决定的常数。

    (4)电阻应变计粘贴位置同时爆发笳夹角和AZ偏移

    电阻应变计粘贴位置相对X轴同时爆发△口夹角和AZ偏移,是最大的粘贴位置误差,如图15-3d所示;此种情况实际上是上述(2)和(3)两种情况的组合。它将使各电阻应变计爆发几种差别的应变影响量。而这些影响量按上述办法组成惠斯通电桥电路时,是不可能彻底消除的。仅就单片电阻应变计而言,可爆发的最大输出误差为(2)和(3)两种情况下输出误差的叠加


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