称重设计
称重系统设计方案

称重系统设计方案1. 引言称重系统是一种常见的用于测量物体重量的设备,广泛应用于仓储物流、生产制造、商业零售等领域。
本文将介绍一个称重系统的设计方案,包括硬件设备、软件实现及相关技术考虑。
本方案旨在实现精准、高效、可靠的称重功能,以满足不同场景下的需求。
2. 系统设计2.1 硬件设备称重系统的硬件设备主要包括传感器、称重平台、显示器和控制电路等组成部分。
1.传感器:传感器是称重系统中最关键的部件之一,用于测量物体的重量。
常见的传感器有压力传感器、应变传感器等。
在设计中,需要根据具体需求选择适合的传感器类型和规格。
2.称重平台:称重平台是放置待测物体的区域,通常采用坚固耐用的材料制作,以确保测量的准确性和稳定性。
3.显示器:显示器用于展示物体的重量信息,可以采用LED显示屏、液晶显示屏等,需考虑显示效果清晰、耐用等因素。
4.控制电路:控制电路用于实现传感器数据的采集和处理,通常包括模拟信号转换、数据放大和滤波等功能。
2.2 软件实现称重系统的软件实现主要包括数据采集与处理、界面设计和用户交互等方面。
1.数据采集与处理:通过控制电路采集到的模拟信号,需要进行模数转换并进行数字滤波、放大等处理,以得到准确的重量数据。
可以使用C/C++、Python等编程语言进行开发。
2.界面设计:界面设计是用户与称重系统进行交互的关键环节,需要清晰简洁、易于操作。
可以采用图形界面或命令行界面,根据具体需求进行设计。
3.用户交互:用户交互功能包括用户输入、数据显示和结果输出等,需要通过软件与硬件设备进行交互,以实现称重操作的完成。
2.3 技术考虑在设计称重系统时,需要考虑以下技术因素:1.精度:称重系统的精度是衡量其性能的重要指标,需要根据具体需求选择合适的传感器、控制电路和算法,以确保测量精度达到要求。
同时,需要考虑环境因素对测量结果的影响,如温度、湿度等。
2.可靠性:称重系统需要具备较高的可靠性,能够长时间稳定运行。
计量称重方案

计量称重方案在现代社会中,计量称重在各行各业都扮演着重要的角色。
无论是工业生产、商业贸易还是科学研究,准确的计量称重方案都是确保质量和效率的基础。
本文将介绍一种适用于各种场景的计量称重方案,并与传统方法进行比较,以便更好地理解其优势和实用性。
一、背景介绍计量称重是指通过测量目标物体质量的重力进行标定和校准的过程。
在许多行业中,使用不准确的计量称重方案可能导致生产损失、质量问题甚至经济损失。
因此,设计一种可靠且精确的计量称重方案变得尤为重要。
二、技术原理本计量称重方案采用了先进的传感技术和数据处理算法。
具体而言,它包括以下几个关键组成部分:1.传感器:使用高精度的压力传感器,能够准确地测量物体施加在称重平台上的重力。
这些传感器经过校准和调试后,能够提供可靠的数据输出。
2.数据采集系统:通过与传感器连接,实时采集并记录重力数据。
采集系统经过精心设计,能够保证数据的稳定性和准确性。
3.数据处理软件:借助先进的数据处理算法,对采集到的数据进行实时处理和分析。
软件可以根据设定的参数,自动排除噪声和干扰,进一步提高数据的可靠性。
三、应用场景本计量称重方案适用于各种场景,包括但不限于以下几个方面:1.工业生产:在制造业中,准确的计量称重方案对产品质量的控制至关重要。
通过采用本方案,可以实时监测生产过程中物料的质量变化,及时发现问题并进行调整,确保产品质量的稳定性和一致性。
2.商业贸易:在零售和物流领域,计量称重是商品定价和运输成本计算的基础。
本方案可以帮助商家实时监测库存数量,准确计量货物重量,从而提高运营效率并避免损失。
3.科学研究:在科学实验中,准确的计量称重可以保证研究结果的可重复性和准确性。
本方案可以满足科研人员对高精度和实时性的需求,为他们的研究工作提供可靠的支持。
四、与传统方法的比较相比传统的计量称重方法,本方案具有以下几个优势:1.准确度更高:传感器的高精度和数据处理软件的优化算法,使得测量结果更加准确可靠。
小型称重系统的设计

小型称重系统的设计硬件设计:1.选择合适的称重传感器:根据实际需求选择合适的称重传感器,常见的有压力传感器、电阻应变片传感器等。
要考虑到被称重物体的最大重量和精度要求,并保证传感器的稳定性和可靠性。
2.载体设计:设计合适的载体结构来支撑被称重物体。
载体应具有足够的强度和刚性,能够保证称重的准确性和稳定性。
3.电路设计:设计合理的电路来连接称重传感器和数据采集模块。
电路应包括放大电路、滤波电路等,以确保传感器信号的准确性和稳定性。
4.供电系统设计:选择合适的供电方式,可以使用电池供电,也可以使用交流电源供电。
同时,还需设计适合的电源管理电路,确保系统正常工作。
软件开发:1.数据采集与处理:设计合适的数据采集与处理算法,通过模数转换器将称重传感器的模拟信号转换为数字信号,并进行数据滤波、校准等处理,得到准确的重量数据。
2.用户界面设计:设计直观友好的用户界面,提供用户操作和监控界面。
可以采用触摸屏、按钮等形式,方便用户操作。
3.数据存储与传输:设计数据存储和传输模块,将称重数据存储到数据库或者云平台,方便用户查询和管理。
系统优化:1.精度校准:通过校准算法对传感器数据进行校准,提高称重系统的准确度。
2.故障检测与报警:设计故障检测模块,对传感器故障、电池低电量等异常情况进行检测,并及时进行报警提示,保障系统的可靠性和稳定性。
3.响应速度优化:针对实时性要求高的场景,优化数据采集与处理算法,提高系统的响应速度。
4.系统集成与扩展:根据实际需求,将称重系统与其他相关系统(如计量系统、数据监控系统等)进行集成,实现数据共享和功能扩展。
称重系统的课程设计

称重系统的课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解称重系统的基本原理,掌握质量、重力和测量等基本概念。
2. 使学生掌握称重传感器的工作原理及其在称重系统中的应用。
3. 帮助学生了解电子秤、台秤等日常称重设备的结构、原理及使用方法。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识分析、解决实际称重问题的能力。
2. 提高学生动手实践能力,学会使用称重设备进行物体质量的测量。
3. 培养学生团队协作和沟通能力,能在小组讨论中分享观点,共同解决问题。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对物理学科的兴趣和探究精神,激发学习热情。
2. 增强学生的质量意识,认识到精确测量在生产和生活中的重要性。
3. 培养学生遵守实验规程、尊重事实的科学态度。
本课程针对五年级学生设计,结合学科特点、学生认知水平和教学要求,将课程目标分解为具体的学习成果。
通过本课程的学习,学生将能掌握称重系统的基本知识和技能,提高实践操作能力,培养科学精神和团队协作意识。
二、教学内容1. 基本概念:质量、重力、测量、称重系统原理。
- 教材章节:第一章 物理量的测量2. 称重传感器工作原理及其应用:- 教材章节:第二章 传感器及其应用3. 电子秤、台秤等日常称重设备的结构、原理及使用方法:- 教材章节:第三章 力学测量仪器4. 实际称重问题分析及解决方法:- 教材章节:第四章 力学问题分析与解决5. 动手实践:使用称重设备进行物体质量测量。
- 教材章节:第五章 实验与实践活动教学内容安排和进度:第一课时:基本概念学习,介绍质量、重力、测量及称重系统原理。
第二课时:学习称重传感器工作原理及其应用。
第三课时:讲解电子秤、台秤等日常称重设备的结构、原理及使用方法。
第四课时:分析实际称重问题,探讨解决方法。
第五课时:动手实践,分组进行物体质量测量实验。
教学内容确保科学性和系统性,结合教材章节和课程目标,有序安排教学活动,使学生在理论学习与实践操作中掌握称重系统的相关知识。
小型称重系统的设计

第一章小型称重系统的意义及任务1.1 小型称重系统的概述及意义定义:称重系统——把现有各个生产环节的称重设备有机的组合到一个控制系统中,利用现代网络技术进行控制和管理。
狭义的称重系统:利用简单的电子衡器(如:电子台秤,大型汽车衡等)增加控制系统和计算机称重管理软件实现某个生产环节的自动控制和管理功能。
比如:企业生产中的配料、包装系统,进行控制、管理,实现称重数据的保存、管理、打印输出等功能。
广义的称重系统:整个工厂的所有称重设备,通过现场总线或局域网方式进行控制和管理,它还可以向上位的MRPII或ERP系统提供数据和预留数据接口。
现在,已经有许多自动化程度较高的企业应用了称重系统,例如:食品加工、石油化工、水泥制造、电力供应等行业。
电子秤基于PLC的称重系统随着社会科技的发展,称重技术也得到了广泛的应用。
称重工具已经从过去的“杆秤”、“磅秤”、“度盘指针秤”发展到现在的“电子秤”,以后称重工具的发展方向是利用核子技术“非接触测量”的核子秤。
现在利用电子秤的多种智能接口和计算机的应用软件技术就可以组成一个功能强大的称重系统。
利用这个称重系统就可以有效的提高企业智能化的科学管理,从而提高企业生产过程的管理和科学决策水平,提高企业的综合效益。
1.2 虚拟仪器虚拟仪器是随着计算机技术、电子测量技术和通信技术发展起来的一种新型仪器.在国外,虚拟仪器技术已经比较成熟了,由于其很强的灵活性,使得该技术非常适用于现代复杂的测试测量系统中。
近几年,虚拟仪器技术在国内的发展趋势也越来越收到重视。
成熟的虚拟仪器技术由三大部分组:高效的软件编程环境,模块化仪器和一个支持模块化I/O集成的开放的硬件构架,该课程设计的目的就是,通过一些功能简单的仪表系统的设计,要在这三个方面上有更深一步的了解。
1.3 小型称重系统设计的任务利用金属箔式应变片设计一个小型称重装置。
首先在multisim中设计出应变片的仿真模型和测量电路,然后在labview中利用G语言编程设计显示模块,直接显示称重值,最后把设计好的子VI导入到multisim中以完成整个设计。
电子秤的设计

电子秤的设计
电子秤的设计主要包括以下几个方面:
1. 传感器:电子秤的传感器是最关键的部分,用于将物体施加的重力转化为电信号,从而进行称重。
常见的传感器有电阻应变传感器、压力传感器和负荷细胞等。
2. 处理器:电子秤的处理器主要用于处理传感器输出的电信号,并将其转化为数字信号。
处理器的性能直接影响到电子秤的精度和速度。
3. 显示器:电子秤的显示器用于显示称量结果,一般采用数码显示或液晶显示。
4. 键盘:电子秤的键盘用于设置以及操作和调整各种功能参数。
5. 外壳:电子秤的外壳应具备良好的防灰尘、防水性能和耐用性,在外观设计上也要注意美观和实用性。
6. 电源:电子秤通常使用直流电源或充电电池供电,在设计上需要考虑电源的稳定性和电池寿命。
除此之外,还需要考虑到电子秤的精度、负载能力、防抖动设计、自动校准等功能的设计。
整个电子秤的设计要综合考虑这些方面,以实现精准、可靠的称重效果。
称重设备施工方案设计

称重设备施工方案设计1. 引言本文档旨在为称重设备的施工方案设计提供指导。
称重设备是一种用于测量物体重量的设备,在工业生产中具有重要的应用。
本文将从需求分析、施工流程、材料选用、施工安全等方面,详细介绍称重设备施工方案的设计及实施。
2. 需求分析在进行称重设备的施工之前,首先需要对需求进行分析和调研。
这包括物体的测量范围、准确度要求、使用环境等等。
根据不同的需求,可以选择合适的称重设备类型,比如电子秤、机械秤、磅等。
3. 施工流程在进行称重设备的施工过程中,通常需要以下步骤:3.1 定位和固定设备位置根据测量需求和使用环境,确定称重设备的安装位置。
在选择位置时,需要考虑设备的稳定性和易于操作的因素。
确定位置后,采取适当的固定措施,确保设备的稳定性。
3.2 安装设备支架根据设备型号和使用要求,安装设备所需要的支架。
支架的设计应满足设备安装的需求,并保证设备在使用过程中稳定可靠。
3.3 连接传感器和操作面板根据设备的设计,连接传感器和操作面板。
确保传感器和操作面板之间的连接正确可靠,并进行相应的测试和调试。
3.4 进行校准和测试在设备安装完成后,进行校准和测试。
校准是为了确保设备的测量结果准确可靠。
通过与已知重量进行比对,调整设备的零点和灵敏度。
测试则是为了验证设备的正常工作和性能是否符合要求。
3.5 安装显示器和数据记录设备根据需求安装设备的显示器和数据记录设备。
这些设备可以用来显示测量结果和记录数据,便于后续的分析和处理。
4. 材料选用在进行称重设备的施工过程中,需要选择符合要求的材料。
这包括支架材料、传感器材料、操作面板材料等等。
在选择材料时,应考虑其耐用性、稳定性、适用环境等因素。
5. 施工安全在进行称重设备的施工过程中,必须注意安全。
施工人员应具备相关的专业知识和技能,并佩戴相应的安全装备。
在操作过程中,要遵循相关的安全操作规程和使用说明,确保人身和设备的安全。
6. 结论本文档详细介绍了称重设备施工方案的设计及实施。
小型称重系统的设计

小型称重系统的设计概述:1.功能需求:1.1秤体结构设计:秤体应采用坚固、稳定的结构,以确保准确的称重结果。
1.2称重精度:系统应具备高精度的称重功能,精度误差应小于设定的容许范围。
1.3数据显示:系统应能准确显示称重数据,并且具备数据记录功能。
1.4单位切换:系统应能支持不同的单位切换,如克、斤、盎司等。
1.5称重范围:系统称重范围应适应市场需求,一般不低于1000克。
1.6自动关机:系统应具备自动关机功能,以延长电池寿命。
2.系统设计:2.1传感器选择:选择合适的称重传感器,如电子称重传感器,能够实时检测物体的质量。
2.2数据处理:通过微控制器(MCU)对传感器采集到的数据进行处理,包括滤波、校准等,以提高称重精度。
2.3显示与操作:通过液晶显示屏显示称重数据,并提供操作按键以实现功能切换、单位选择等。
2.4电源管理:采用锂电池供电,通过电源管理芯片实现对电池电量的监测和管理,并实现自动关机功能。
2.5外部接口:系统应提供USB接口,便于数据传输和充电。
3.系统流程:3.1开机自检:系统上电后,进行自检功能,包括显示器显示功能、键盘功能、传感器读取功能等,确保系统正常运行。
3.2数据测量与处理:当用户将物体放置在秤体上时,传感器将物体的质量转换为电信号并传输给MCU,MCU对信号进行处理和计算,最终将结果显示在液晶屏上,并进行数据记录。
3.3单位切换:通过按键选择功能,用户可以切换不同的计量单位,系统将根据用户选择进行数据转换和显示。
3.4关机管理:当一段时间内没有进行操作时,系统将自动进入待机状态,一段时间后自动关机,以节省电池能量。
4.系统测试:4.1精度测试:通过将已知质量的物体放置在秤体上进行称重,与已知值进行比对以测试系统的精度,并进行误差分析。
4.2稳定性测试:在不同的测量条件下,测量同一物体多次,检测称重结果的稳定性和精度。
4.3功能测试:测试系统的各项功能是否正常,包括单位切换、自动关机、数据记录等。
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应变式称重传感器的设计与计算[美国]理查德·富兰克林此篇文章的形成是基于对称重传感器设计者能有所帮助。
它深入分析推导出一些公式,这些公式能够计算出位于称重传感器上的某些尺寸大小,并提供所需要的输出。
此篇文章还介绍了各种误差来源及设计建议。
粘贴式电阻应变计广泛应用于当今高精度测力与称重传感器的制造中。
本篇文章为帮助称重传感器设计者计算出称重传感器尺寸大小,从而为获得唯一需要的输出作了充分的准备。
设计者既可以运用有限元分析法经计算机程序(如果可能)来确定称重传感器所需要的尺寸,或运用本文所提供的公式来计算此尺寸。
应力公式选自一部非常好的书——应力与应变公式(见参考文献[1])。
除了公式汇编,本文还讨论了误差的可能来源及设计建议,有关误差来源的信息主要是基于作者的经验。
文中所描述的相关称重传感器没有作专利调查,在考虑把所讨论的设计用于产品的生产或推向市场前,有必要作一下调查。
通过某些假设得出的这些计算公式,另外还有电阻应变计的特性、应力形式、材料特征以及机械加工的偏差都会导致计算结果的一定误差。
在批量制造称重传感器前,应制造几个样机进行组装、测试和标定。
在某些工业中,如航天工业也许只需要一次性的称重传感器,为决定其非线性、重复性和滞后等误差,在使用前对其进行标定是十分重要的。
当计算机被应用于数据处理时,非线性、零点漂移及灵敏度变化,是很容易修正的。
如果称重传感器在使用时要经历强烈的温度变化和外部附加载荷的影响,我们应进行试验并测量出这些影响量所造成的误差。
如果某部分结构(如接头、销子、压杆)用来测量或是被用作称重传感器时,标定和测试就尤为重要了。
称重传感器设计包括许多方面,这里对其制造生产不予讨论,例如,需要对电阻应变计安装技术知识的全面了解,一些电阻应变计制造商提供技术资料的同时,还应提供电阻应变计安装的分类等。
有关称重传感器设计的附加内容见参考文献[2](a)和[2](b)。
这份小册子及计算机程序比较完整,可以从制造商那里获得。
在过去十年中,计算机技术的发展改变了称重传感器的设计、制造与记录方式,例如在电阻应变计被安装后,所有的称重传感器都有一个原始的不平衡(当没有载荷作用时,也有输出信号存在)。
通常零点调整电阻被应用于商业称重传感器,以便消除这种不平衡。
运用计算机程序,零点不平衡数据很容易被除掉。
除了零点调整电阻外,在精密的商业称重传感器中安装了许多电阻,便于补偿诸如零点和灵敏度温度影响。
如果在记录数据的同时,称重传感器的温度也进行了测量,并且当这个称重传感器被标定时,温度造成的误差已被测定,那么就应该运用计算机程序修正最终数据。
商业称重传感器制造商不为计算机提供用于修正原始不平衡或温度影响的数据,因为他们不想局限市场。
商业称重传感器不安装零点平衡及温度补偿电阻会节省大量资金,尤其是需求量很大时效果更明显。
符号定义a—结构系数。
A—横截面面积。
A'—中性轴上横截面面积。
A1—中性轴上翼缘面积。
A2—中性轴上腹板面积。
b—应变梁翼缘或矩形截面的宽度。
c—从中性轴到应变梁或翼缘上表面的距离。
d—从中性轴到翼缘下表面的距离。
e—拉伸或压缩应变。
e1、e2、e3、e4—应变计1、2、3、4的应变值。
e—应变计1应变的绝对值。
1e s—应变梁表面应变。
e t—电桥的总有效应变。
E i—电桥的激励电压。
E0—电桥的输出电压。
E m—弹性模量。
f—翼缘厚度。
G f—应变计灵敏系数。
h—应变梁厚度。
J—横截面的惯性矩。
l—从应变梁中心到应变计中心线的距离。
L—应变梁上两个应变计中心线之间的距离。
μ—泊松比。
M—应变计中心的弯矩。
N—电桥应变放大系数。
p—分载荷。
P—主载荷。
r—圆柱式弹性体半径。
S—拉伸或压缩应力。
S a—平均应力。
S b—弯曲应力。
S s—剪切应力。
t—中性轴处腹板的厚度。
T—轴的扭矩。
V—剪力。
Z'—从中性轴到A'质心的距离。
Z1—从中性轴到翼缘质心的距离。
Z2——从中性轴到腹板质心的距离。
称重传感器的输出计算图1 称重传感器电路简图图1是一个不含温度补偿电阻的称重传感器电路简图。
四个电阻应变计呈现在惠斯通电桥的桥臂上。
请注意,应变方向相同的两个电阻应变计安装在电桥的相对桥臂上,以保证电桥灵敏度最大。
例如,电阻应变计1和3受拉伸应力,2和4受压缩应力,那么这种安装的结果是当称重传感器承载后,增加了电桥从B点到C 点的最终电压输出。
相反,当称重传感器由于温度影响而改变它的电阻时,由于增加或减少相同的量,电桥的最终输出不会变化。
这种电桥的构造由于温度产生单一的最小输出值,而使称重传感器产生最大输出值。
如图1所示,电桥输出E0与输入E i之比为:40tfieGEE=(1)式中:G f—应变计系数,由应变计制造商提供的非尺寸大小因素。
e t—电桥上应变计的全部有效应变产生的总的应变输出。
变化公式(1),得到总应变:f it G E Ee4⨯=(2)通过这两个公式,便可以计算称重传感器的输出灵敏度E0/E i,如果给出了电桥各桥臂的应变值,就可以计算出总的应变值e t 。
如果给出了所需要的电桥输出值,要想确定电桥的总应变值e t ,我们必须知道每个桥臂的应变值:e t =e 1-e 2+e 3-e 4式中:e 1—应变计1的单轴应变值(通常是称重传感器上最大最主要的应变)。
e 2、e 3和e 4—应变计2、3和4上的单轴应变值。
上述公式e t 中的加号和减号是由其在电桥上的位置而决定的。
如果应变计1和3处于拉伸应力,使得电阻增加(或者相对于C 、B 处得到一个正的输出),应变计2和4处于压缩应力,使得电阻减小(或者是得到一个负的输出),则公式为:e t = e 1-(-e 2)+e 3-(-e 4)最后,由于电桥的位置,应变计电阻的变化e t 的公式如下:4321e e e e e t +++=在全部称重传感器设计中,应变计1、2、3和4上的应变值存在着一个固定的关系N (电桥应变放大系数),则上式可以写为:141312111e e e e e e e e e e N t +++==(3)和 e t =N (±e 1)(4)用公式(1)代替e t ,结果是: 410Ne G E E f i = (5) 公式(2)变化为:N G E E e f i 014⨯= (6) 有三种应力被应用于称重传感器的设计中,即拉伸与压缩应力,弯曲应力和剪切应力。
利用拉伸与压缩应力的称重传感器利用拉伸应力与压缩应力的多为商业称重传感器,它是利用单一载荷产生的应力,代替被称物体产生的应力。
由于有较小的纵剖面设计,能为所给的受力状态提供较大的输出。
在航空工业中,通常用圆柱形弹性体作称重传感器(处于拉伸应力或压缩应力的圆柱)是比较方便的。
最好是将圆柱的两端固定或设计成双球面,若是作不到这一点,就把应变计粘贴在附加弯矩最小区域,那里的横截面存在有规律的变化,并产生最小的弯曲应力。
注意:1、应变计1、4和2、3为单轴结构或90°应变花,在圆筒表面相隔180°粘贴。
2、在载荷P 方向,应变计1、3受拉伸,应变计2、4受压缩。
图2 电阻应变计位置图图2是圆柱式称重传感器的一个例子,有关计算圆柱应力S 的传统公式如下:AP S =(7) 式中:P —轴向载荷。
A —圆柱横截面面积(图2的A-A 部分)。
S —拉伸或压缩应力。
既然这是一个单轴向载荷的圆柱,就可应用虎克定律,其应力、应变可用如下公式计算:m E S e =1 (8)S=e 1E m(9)式中:E m —弹性模量。
e 1—1号应变计的轴向应变值。
圆柱式称重传感器电桥的输出应由公式(5)计算。
既然圆柱的尺寸大小是固定的,正如下面例子所给出的:假设一个额定载荷为P=2500Ib (磅)的钢制弹性体,弹性模量E m =10.6³106psi (磅/英寸2),圆筒的外径为2.0英寸,内径为1.75英寸。
通过计算其横截面面积为A=0.736英寸2。
为通过公式(3)和(4)确定N ,e 1=e 3,e 2=e 4=μe 1,式中μ为泊松比。
代入公式(3)和(4),其结果为:N=1+μ+1+μ=2(1+μ)由于钢的μ值为0.32,所以N=2.64。
利用公式(7)计算应力,即3396736.02500===A P S 磅/英寸2。
通过公式(8)确定应变计1的应变值,即61106.103396⨯==m E S e =320×10-6 通常写为e 1=320microinches/inch (微英寸/英寸)。
如果应变计灵敏系数(由制造商提供)为2.0,代入公式(5)中,计算结果如下:422.041032064.20.260=⨯⨯⨯=-i E E mv/v 这说明如果给电桥施加E i =10V 激励电压,一个2500磅的载荷施加在称重传感器上时,输出的变化应为E 0=4.22mv 。
一个典型的商用称重传感器的额定输出为从2.00到3.00mv/v 或从20到30mv (施加10v 激励电压时),所以0.422mv/v 是一个较低的输出。
若要增大这个例子中圆筒式称重传感器的输出,我们可以作很多工作。
(A )为求所需要的横截面面积A ,假定计算灵敏度为2.0mv/v ,就必须选择能形成这一面积的外径。
可在圆柱弹性体表面粘贴应变计并使其受载进行验证,直到得出满足要求的直径为止。
如果这种方法不行,可以试验下一个方法。
(B )电桥输出电压E 0与输入电压E i 成正比,输入电压受材料,电桥电阻,应变计尺寸等限制(见参考文献[3])。
假定施加在电桥上的最大推荐电压为10V ,要想应用更高的电压,可通过加大电桥电阻的方法,即采用更大电阻的应变计。
图2展示的4个应变计,其中两个应变计在0°位置上(或粘贴一个90°的应变花),另两个应变计在180°位置上(或粘贴第2个应变花)。
应用8个应变计的电桥,在圆柱表面沿0°,90°,180°和270°粘贴90°的应变花,电桥各臂电阻会增大一倍。
这时输入电压可增大,但是由于推荐应用于电桥的电压与电阻的平方根成比例,所以这只能增加输出值的1.41倍。
另外,如果应变计的栅长和栅宽分别由1/8英寸增大到1/4英寸时,应变计的面积便增加了4倍,而输出增加一倍。
现在总输出增加了(1.41×2)或2.82倍,电桥电压会增加到28.2V,输出由11.9mv取代了4.22mv。
柱式称重传感器的误差来源一个泊松电桥(两个应变计测量主应变,另两个应变计测量由于泊松比影响而产生的应变)是固有的非线性电桥。
对于一个灵敏度为2.0mv/v的称重传感器,这种固有的非线性大约为0.10%。
电桥的非线性可以被另一个非线性部分所抵消一些。