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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,通常以毫伏/伏激勵表示。來自應變計的信號必須經(jīng)過"調(diào)節(jié)",然后才能通過ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)進行數(shù)字化。信號調(diào)理器可以是單獨的設備,或者在數(shù)字顯示器的情況下,可以是內(nèi)部組件。信號調(diào)理器是一種將電信號轉(zhuǎn)換為對用戶更有用的另一種形式的信號的設備。力傳感器信號調(diào)理可包括放大、衰減、激勵、濾波和隔離。放大是指將小信號轉(zhuǎn)換為比例較大的信號,例如mV放大至V級別。衰減的含義與放大相反,指將大信號轉(zhuǎn)換為比例較小的信號。激勵指施加到傳感器的電壓的外部應用,用于正常運行。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,從而保護操作員和測量設備。
在使用任何力傳感器之前,它必須進行校準。目的是將輸出電壓轉(zhuǎn)換為用戶定義的值。換句話說,必須告訴系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理組件多少mV / V等于1kg。在校準過程中,通過校準壓力機將已知重量施加到力傳感器上。校準技術(shù)人員對指示器進行調(diào)整,以了解生成的mV/V輸出等于已知重量。例如,如果對系統(tǒng)施加200kg負載并且輸出為1.501 mV/V,則指示器被編程為將1.501 mV/V信號識別為200kg。
在多傳感器測力系統(tǒng)中,每個稱重傳感器的 mV/V 輸出將略有不同。出廠時標稱輸出為3mV/V的力傳感器的實際輸出范圍為2.9至3.1mV/V。接線盒執(zhí)行微調(diào)功能以彌補這些細微的差異。
在多分力平臺中有四個內(nèi)部稱重傳感器。校準系統(tǒng)時,每個信號在接線盒內(nèi)進行"微調(diào)",以便在引入已知測試砝碼時返回幾乎相同的mV/V輸出。此過程可確保無論負載位置或方向如何,相同的負載都將讀取相同的負載。這在稱重非自流平產(chǎn)品(如污垢、面粉、混凝土等)的應用中尤其重要。
接線盒還執(zhí)行求和功能,該功能將各個力傳感器的輸出組合在一起,使數(shù)字指示器看起來像是一個承載負載的稱重傳感器。組合信號與電池的組合mV/V輸出成正比。例如,4個輸出為3.000 mV/V的力傳感器將通過接線盒"求和"再取均值,以便指示器的輸出為3.000 mV/V。