電子天平傳感器的分類及工作原理
電子天平是電子衡器中的一種,利用電磁力平衡原理進(jìn)行稱量物體質(zhì)量。而傳感器則是電子天平的核心組件。電子天平采用的傳感器一般分為:電阻應(yīng)變片式傳感器、電容式傳感器和電磁力平衡式傳感器。其中電阻應(yīng)變片式傳感器和電磁力平衡式傳感器是目前采用多的兩種傳感器,分別用于低端市場(chǎng)和市場(chǎng)。
電阻應(yīng)變片式傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精度較低,價(jià)格便宜,適用于對(duì)精度要求不高的用戶。
電磁力平衡式傳感器稱量精度較高、顯示快速清晰并且具有自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)、簡(jiǎn)便的自動(dòng)校準(zhǔn)裝置以及超載保護(hù)等裝置,因而價(jià)格較高,適用于對(duì)精度要求較高的場(chǎng)合。
電容式傳感器的性價(jià)比就是介于這兩者之間,稱量速度快,但是也不能達(dá)到很高的精度。
工作原理:
(1)、應(yīng)用應(yīng)變片式傳感器的電子天平在壓力和張力作用下會(huì)發(fā)生電阻值變化的現(xiàn)象,將被測(cè)的非電量轉(zhuǎn)換成電阻的變化,再經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換電路變成電量輸出,從而計(jì)量物重。
(2)、應(yīng)用電磁力平衡式傳感器的電子天平是通過(guò)支架連桿與一個(gè)線圈相連,該線圈置于固定的磁鐵——磁鋼之中。當(dāng)線圈通電時(shí),自身產(chǎn)生的電磁力與磁鋼磁力作用,產(chǎn)生向上的作用力,該力與稱盤中稱量物的向下重力平衡。線圈通入的電流大小與該物重力成正比,利用該電流大小可計(jì)量稱量物的重量。其線圈上電流大小的自動(dòng)控制與計(jì)量是通過(guò)天平的位移傳感器、調(diào)節(jié)器及放大器實(shí)現(xiàn)。當(dāng)盤內(nèi)稱量物的重量變化時(shí),與盤相連的支架連桿帶動(dòng)線圈同步下移,位移傳感器將此信號(hào)檢出并傳遞,經(jīng)調(diào)節(jié)器和電流放大器調(diào)節(jié)線圈電流大小,使其產(chǎn)生向上之力,推動(dòng)稱盤到稱量物恢復(fù)原位置為止,重新達(dá)線圈電磁力與物重力平衡,此時(shí)的電流可計(jì)量物重。
電磁力平衡式傳感器是一項(xiàng)相對(duì)成熟的技術(shù),對(duì)傳感器的生產(chǎn)條件要求較高。這種電子天平由于其*的工作原理和成熟的工藝水平,精度非常高,價(jià)格也昂貴,主要用于市場(chǎng)。隨著技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在市場(chǎng)上又出現(xiàn)了單模塊傳感器,例如:瑞士梅特勒托利多集團(tuán)開(kāi)發(fā)的單模塊傳感器“monobloc”,它將傳統(tǒng)的電磁力平衡式傳感器中的杠桿、上下導(dǎo)桿、底座等90多個(gè)零部件融為一體。此外,單模塊傳感器的分辨率比傳統(tǒng)傳感器的分辨率提高10倍,達(dá)到二千萬(wàn)分之一。由于內(nèi)部無(wú)連接螺絲,從而大大提高其可靠性:同時(shí),的機(jī)械傳輸性能和扭力保護(hù),提高了其使用壽命。值得一提的是,環(huán)境變化而引起的溫度漂移是影響檢稱精度的原因之一,由于單模塊具有同一性的溫度變化,使測(cè)量的可靠性得以大大提高。