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应变仪表传感器制造技术

技术编号:44131881 阅读:3 留言:0更新日期:2025-01-24 22:51
本发明专利技术涉及一种应变仪表,特别是一种称重传感器(1),包括测试体(2)和安装在测试体(4)上的至少一个应变仪表(4),其中传感器(1)进一步包括尽可能靠近应变仪表(4)布置在测试体(2)上的第一温度传感器(7)。优选地,传感器还包括电子采集卡(5),一个或多个应变仪表(4)和第一温度传感器(7)连接到该电子采集卡,并且该电子采集卡用于将来自应变仪表(4)和来自第一温度传感器(7)的模拟信号转换为数字信号。第二温度传感器(8)放置在电子采集卡(5)上或紧邻电子采集卡(5),并且与电子采集卡连接,以便对传感器的环境和采集板产生的传感器热漂移进行数字补偿。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本专利技术涉及一种用于测量力的应变仪表传感器,并且具体涉及一种用于测量重量的称重传感器。


技术介绍

1、应变仪表(starin gauge)传感器——特别是称重传感器,用于众多领域:超市秤、汽车工业、食品工业(灌装等)、运输行业等。

2、这种传感器通常包括测试体,一个或多个应变仪表应用于该测试体。测试体通常由钢或铝制成,并且在测量过程中发生变形:测试体具有最小的弹性表现,因此在经受负载时略微变形,并在负载移除的情况下返回到其初始位置。应变仪表是由光蚀刻到特定支撑件上的导电材料制成的测量网格,特别地根据其变形特性进行选择。当支撑件被拉伸时,测量网格拉长并且电阻增加;当支撑件被压缩时,网格回缩并且电阻减小。这种电阻变化可以用于确定施加在支撑件上的应力。仪表支撑件被粘接到测试体,并且因此受到与该测试体相同的变形。

3、仪表通常放置在测试体中变形最大的区域中。它们可以按多种方式排列和接线:

4、完整的惠斯通电桥:四个具有等效强度的仪表,其中两个承受拉伸,两个承受压缩;

5、半桥,其中只有两个仪表是感测元件(一个拉伸,一个压缩),而其他两个是固定电阻器;以及

6、四分之一桥:单个仪表是三个固定仪表的敏感元件。

7、在称重传感器中,重量是通过使测试体悬浮或向测试体施加负载来确定的。与其他传感器不同,施加到传感器上的负载必须始终与重力方向对齐。已知几种类型的称重传感器:具有中心支撑点的传感器;屈曲传感器;压缩传感器和牵引传感器。

8、根据应用,传感器和测试体具体可以具有特定的设计或特殊的材料特性。模拟传感器需要连接到测量放大器,而数字传感器则具有集成电子器件,该集成电子器件可以处理从应变仪表接收到的测量结果并以特定格式使测量结果可用。

9、传感器所放置的环境起重要作用。特别地,温度对测量值具有显著影响。测试体和应变仪表响应于热和冷而膨胀和收缩。导电材料的电阻也随温度而变化。无应力下的热漂移不可预测,其取决于传感器,并且是所用的应变仪表桥的所固有的。它由不同温度下的实际测试确定。为了补偿空载条件(无应力)下的热漂移,在应变仪表桥的一个分支(根据漂移方向选择的分支)中添加一个电阻(产生与测试过程中测量的漂移相反的漂移)。该电阻可以是例如铜线圈。

10、测量过程中对环境温度的灵敏度差异是由于测试体和仪表支撑件所用的材料造成的。这些差异也可以在测量测试期间被量化。应变仪表的全惠斯通电桥安装使这些偏差减弱。还可以向应变仪表桥的每个供电分支添加例如由镍制成的电阻。这些电阻修改应变仪表桥两端的供电电压,以补偿与温度相关的灵敏度变化。

11、为了确定待添加到应变仪表桥的电阻以补偿温度对传感器的影响,必须在可变温度条件(例如,在-10°和+40°之间)下测试传感器。然后确定无负载和测量过程中的热漂移,随后确定补偿这些漂移所需的电阻。为了安装补偿这些热漂移所需的电阻,必须重新打开传感器。这项工作完全是手动的,并且因此需要时间和对细节的关注,尤其是因为在需要高精度的组件中待添加的电阻尺寸很小,特别是在精度要求非常高的传感器的情况下。

12、另外,热漂移效应通常由稳定测量——即当传感器达到均匀温度时(可能花费几个小时)进行的测量来确定。然而,诸如用于灌装的旋转计量机的某些应用需要高温清洁循环,这使力传感器在很短的时间内受到显著的温度变化。在这些瞬态阶段过程中,当传感器尚未达到均匀温度但经受快速温度变化时,通过添加电阻元件进行的模拟补偿将不太准确,因为这些元件对温度变化的响应时间与测试体和应变仪表不同。在瞬态温度阶段,通过如上所述添加电阻元件进行模拟补偿,可以观察到测量中的暂时漂移。


技术实现思路

1、因此,本专利技术的目的在于提供一种应变仪表传感器,特别是一种称重传感器,其中在空闲状态下和测量过程中以简单和准确的方式补偿和校正由于温度引起的寄生效应,而无需重新打开传感器以安装额外的电阻来补偿热漂移。本专利技术的另一目的在于提供一种应变仪表传感器,适用于传感器在短时间内受到显著温度变化的应用。

2、本专利技术涉及一种根据权利要求1所述的应变仪表传感器。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种应变仪表传感器,特别是一种传感器(1),包括测试体(2)和安装在所述测试体(4)上的至少一个应变仪表(4),其中所述传感器(1)进一步包括最靠近所述应变仪表(4)布置在所述测试体(2)上的第一温度传感器(7)。

2.根据权利要求1所述的传感器,其特征在于,包括布置在所述测试体(2)中或所述测试体(2)上的四个应变仪表(4),以形成全惠斯通电桥、半桥或四分之一桥。

3.根据权利要求1或2所述的传感器,其特征在于,所述测试体(2)包括腔体(3),所述应变仪表或多个应变仪表(4)和所述第一温度传感器(7)容纳在所述腔体(3)中。

4.根据前述权利要求之一的传感器,其特征在于,还包括电子采集卡(5),所述应变仪表或多个应变仪表(4)和所述第一温度传感器(7)连接到所述电子采集卡(5),所述电子采集卡(5)用于将来自所述多个应变仪表(4)和所述第一温度传感器(7)的模拟信号转换为数字信号。

5.根据前述权利要求所述的传感器,其特征在于,所述电子采集卡(5)安装在所述测试体(2)中或所述测试体(2)上。

6.根据权利要求4或5之一所述的传感器,其特征在于,还包括第二温度传感器(8),所述第二温度传感器放置在所述电子采集卡(5)上或紧邻所述电子采集卡(5),并与所述电子采集卡(5)连接。

7.根据权利要求3至5之一所述的传感器,其特征在于,所述电子采集卡(5)用于处理所述多个应变仪表和所述第一温度传感器以及所述第二温度传感器供应的测量值,以补偿温度对所述传感器的影响并供应加权后和准确的测量值。

8.根据前述权利要求之一所述的传感器,其特征在于,所述传感器是称重传感器,优选是具有中心支撑点的称重传感器。

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种应变仪表传感器,特别是一种传感器(1),包括测试体(2)和安装在所述测试体(4)上的至少一个应变仪表(4),其中所述传感器(1)进一步包括最靠近所述应变仪表(4)布置在所述测试体(2)上的第一温度传感器(7)。

2.根据权利要求1所述的传感器,其特征在于,包括布置在所述测试体(2)中或所述测试体(2)上的四个应变仪表(4),以形成全惠斯通电桥、半桥或四分之一桥。

3.根据权利要求1或2所述的传感器,其特征在于,所述测试体(2)包括腔体(3),所述应变仪表或多个应变仪表(4)和所述第一温度传感器(7)容纳在所述腔体(3)中。

4.根据前述权利要求之一的传感器,其特征在于,还包括电子采集卡(5),所述应变仪表或多个应变仪表(4)和所述第一温度传感器(7)连接到所述电子采集卡(5),所述电子采集卡(5)用...

【专利技术属性】
技术研发人员:蒂博尔德·斯蒂芬拉尔比·布盖拉达米安·杜·波埃蒂兹·德·凯罗根
申请(专利权)人:斯凯姆
类型:发明
国别省市:

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