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力傳感器的基本原理
力傳感器內(nèi)部通常貼有應(yīng)變電阻,相互連接,構(gòu)成惠斯通電橋。而惠斯通電橋是一種模擬信號(hào),通常以毫伏/伏激勵(lì)表示。來(lái)自應(yīng)變計(jì)的信號(hào)必須經(jīng)過(guò)"調(diào)節(jié)",然后才能通過(guò)ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)進(jìn)行數(shù)字化。信號(hào)調(diào)理器可以是單獨(dú)的設(shè)備,或者在數(shù)字顯示器的情況下,可以是內(nèi)部組件。信號(hào)調(diào)理器是一種將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)用戶更有用的另一種形式的信號(hào)的設(shè)備。力傳感器信號(hào)調(diào)理可包括放大、衰減、激勵(lì)、濾波和隔離。放大是指將小信號(hào)轉(zhuǎn)換為比例較大的信號(hào),例如mV放大至V級(jí)別。衰減的含義與放大相反,指將大信號(hào)轉(zhuǎn)換為比例較小的信號(hào)。激勵(lì)指施加到傳感器的電壓的外部應(yīng)用,用于正常運(yùn)行。濾波可消除特定頻率范圍內(nèi)額外的噪聲干擾。隔離用于斷開接地環(huán)路,阻止高壓浪涌并抑制高共模電壓,從而保護(hù)操作員和測(cè)量設(shè)備。
在使用任何力傳感器之前,它必須進(jìn)行校準(zhǔn)。目的是將輸出電壓轉(zhuǎn)換為用戶定義的值。換句話說(shuō),必須告訴系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理組件多少mV / V等于1kg。在校準(zhǔn)過(guò)程中,通過(guò)校準(zhǔn)壓力機(jī)將已知重量施加到力傳感器上。校準(zhǔn)技術(shù)人員對(duì)指示器進(jìn)行調(diào)整,以了解生成的mV/V輸出等于已知重量。例如,如果對(duì)系統(tǒng)施加200kg負(fù)載并且輸出為1.501 mV/V,則指示器被編程為將1.501 mV/V信號(hào)識(shí)別為200kg。
在多傳感器測(cè)力系統(tǒng)中,每個(gè)稱重傳感器的 mV/V 輸出將略有不同。出廠時(shí)標(biāo)稱輸出為3mV/V的力傳感器的實(shí)際輸出范圍為2.9至3.1mV/V。接線盒執(zhí)行微調(diào)功能以彌補(bǔ)這些細(xì)微的差異。
在多分力平臺(tái)中有四個(gè)內(nèi)部稱重傳感器。校準(zhǔn)系統(tǒng)時(shí),每個(gè)信號(hào)在接線盒內(nèi)進(jìn)行"微調(diào)",以便在引入已知測(cè)試砝碼時(shí)返回幾乎相同的mV/V輸出。此過(guò)程可確保無(wú)論負(fù)載位置或方向如何,相同的負(fù)載都將讀取相同的負(fù)載。這在稱重非自流平產(chǎn)品(如污垢、面粉、混凝土等)的應(yīng)用中尤其重要。
接線盒還執(zhí)行求和功能,該功能將各個(gè)力傳感器的輸出組合在一起,使數(shù)字指示器看起來(lái)像是一個(gè)承載負(fù)載的稱重傳感器。組合信號(hào)與電池的組合mV/V輸出成正比。例如,4個(gè)輸出為3.000 mV/V的力傳感器將通過(guò)接線盒"求和"再取均值,以便指示器的輸出為3.000 mV/V。