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壓阻式稱重傳感器的相關知識

時間:2021-03-25 點擊次數:

壓力傳感器的工作原理是利用具有壓力效果的半導體材料作為敏感元件,利用ISO技術將半導體材料的敏感芯片封裝在不銹鋼波紋膜的外殼中,在不銹鋼波紋膜和芯片之間充滿硅油。芯片導線通過外殼引出,采取密封措施,防止硅油滲漏到外部或外部壓力介質,使芯片、硅油、外殼和導線構成壓力傳感器。

當傳感器處于壓力介質中時,介質壓力作用于波紋膜,壓制硅油,硅油將膜的壓力傳遞給半導體芯片。芯片受壓后,阻值發生變化,阻值信號通過引線引出。不銹鋼波紋膜外殼受壓保護芯片,因而壓力壓力傳感器能夠在腐蝕性介質中感應壓力信號。

壓阻式壓力傳感器通常通過引線連接到惠斯通電橋。通常,敏感芯片沒有增加壓力,電橋處于平衡狀態(稱為零)。傳感器受壓時,芯片電阻發生變化,橋梁失去平衡。給橋架增加恒定電流或電壓電源時,橋架將輸出與壓力相對應的電信號,使傳感器的電阻變化通過橋架轉換為壓力信號輸出。

稱重傳感器按轉換方式分為光電式、液壓式、電磁力式、電容式、磁極變形式、振動式、陀螺式、電陰應變式等8種,廣泛應用于電阻應變式。光電傳感器包括格柵和碼盤。格柵傳感器利用格柵形成的莫爾條紋將角位移轉換為光電信號。格柵有兩種,一種是固定格柵,另一種是安裝在表盤軸上的移動格柵。

承重臺上添加的被測物體通過傳力杠桿系統旋轉表盤軸,驅動移動格柵旋轉,摩爾條紋也隨之移動。利用光電管、轉換電路和顯示屏,可計算出移動的摩爾條紋數量,測量格柵轉角的大小,確定和讀取被測物體的質量。

被測量物體通過傳力杠桿旋轉表盤軸時,代碼盤也轉動了一定的角度。光電池通過碼盤接收光信號,轉換成電信號,通過電路進行數字處理,最后在顯示器上顯示代表測量質量的數字。光電傳感器主要用于機電結合秤。

原理上,突發事件的壓力傳感器是由外部壓力(或拉力)引起的突發事件材料的幾何形狀(長度或寬度)再次變化,材料的電阻變化。通過測量這種阻力的變化,可以測量外力的大小。壓力壓力傳感器通常是半導體壓敏材料。半導體壓力傳感器受到外力后,幾何形狀幾乎沒有變化,晶格參數再次變化,影響帶寬。即使禁帶寬度小,也會引起載流子密度的巨大變化,最終導致材料阻力率再次發生變化。兩種材料對外力變化呈電阻變化,但原理不同。另外,突發事件材料對外力的敏感度遠高于半導體壓力材料,后者的敏感度約為前者的100倍,突發事件材料的特性受溫度影響小,半導體壓力材料對溫度的脆弱性。

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