施克SICK傳感器應(yīng)變特點(diǎn)詳解

    施克SICK傳感器應(yīng)變特點(diǎn)詳解

    施克SICK傳感器的測量范圍比電感式傳感器大一倍，它不僅能檢測金屬目標(biāo)，而且還能檢測電介質(zhì)，如紙、玻璃、木材和塑料等，甚至可以通過墻壁或紙殼進(jìn)行檢測。由于人體在頻下相當(dāng)于電導(dǎo)體，因此也出現(xiàn)了用于人的顫抖測量和防盜報(bào)警。

    施克SICK傳感器在測量構(gòu)件應(yīng)變時(shí)，直接將應(yīng)變片黏貼在構(gòu)件上即可，但若要測量力、壓力、加速度等信號，應(yīng)先將這些物理量轉(zhuǎn)變成應(yīng)變，然后用應(yīng)變片測量，比直接測量時(shí)多了一個(gè)轉(zhuǎn)換過程，完成這種轉(zhuǎn)換過程的原件通常稱為彈性原件，因此，應(yīng)變式傳感器通常由彈性敏感原件和應(yīng)變計(jì)兩部分構(gòu)成。

    施克SICK傳感器的部件，要求彈性原件彈性儲能高，通常表示為彈性材料儲存變形功而不發(fā)生一直變形的能力。壓力傳感器具有良好的機(jī)械加工和熱處理性能，具有較強(qiáng)的抗壓強(qiáng)度。受溫度影響小等特性，正確選擇彈性敏感原件及應(yīng)變計(jì)橋路是提高應(yīng)變式傳感器的重要途徑：

    1、施克SICK傳感器測量范圍光精度高，測力傳感器可測0.01--1000000N的力，精度可達(dá)到0.05%FS以上；壓力傳感器可測0.1-1000000的壓力，精度可達(dá)到0.1%FS。

    2、性能穩(wěn)定，使用壽命長，如稱重式機(jī)械杠桿稱，由于杠桿、刀口等部分互相摩擦產(chǎn)生損耗和變形，欲長期保持其精度是相當(dāng)困難的，采用電阻應(yīng)變式稱重傳感器制成的電子泵、汽車衡、軌道衡等，能在惡劣的環(huán)境條件下長期穩(wěn)定工作。

    3、頻率響應(yīng)特性極好。施克SICK傳感器一般電阻應(yīng)變計(jì)響應(yīng)時(shí)間為0.01MS，半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)可達(dá)到0.001MS如能在彈性原件上采取措施則由他們構(gòu)成的應(yīng)變式傳感器可測幾十千赫甚至上百千赫的動態(tài)過程。

    施克SICK傳感器接線方法有四線制接法和六線制接法兩種。稱重傳感器選用四線制接法對二次儀表無特殊要求，便于使用，但當(dāng)電纜線較長時(shí)，容易受環(huán)境溫度波動等因素的影響。    稱重傳感器常見的接線問題：

    1、施克SICK傳感器的出線有4線和6線兩種；

    2、施克SICK傳感器的接線也有4線和6線兩種；選擇接4線還是6線要看硬件的要求是如何的，原則是：能接6線的不接4線，必須接4線的就要進(jìn)行短接。

    一般施克SICK傳感器都是六線制的，若換成四線制，電源接線（EXC-,EXC+)與傳感器線（SENSE-,SENSE+)就分別短接了。

    施克SICK傳感器連接線斷了如何處理

    1、若輸出信號不是輸?shù)诫娔X上，用一般普通的線取代斷的線，在一般普通的傳感器裝置上面，一般輸出的信號都是到直流電流表上面的，所以可用一般的普通的線代替。

    2、如果是把輸出信號輸?shù)诫娔X上，就需要再買一根專用的信號輸出插頭。

    鐵磁元件在被測物重力作用下發(fā)生機(jī)械變形時(shí)，內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力并引起導(dǎo)磁率變化，使繞在鐵磁元件（磁極）兩側(cè)的次級線圈的感應(yīng)電壓也隨之變化。測量出電壓的變化量即可求出加到磁極上的力，進(jìn)而確定被測物的質(zhì)量。磁極變形式傳感器的準(zhǔn)確度不高，一般為1/100，適用于大噸位稱量工作，稱量范圍為幾十至幾萬千克。

    施克SICK傳感器其固有振動頻率與作用力的平方根成正比。測出固有頻率的變化，即可求出被測物作用在彈性元件上的力，進(jìn)而求出其質(zhì)量。振動式傳感器有振弦式和音叉式兩種。

    施克SICK傳感器的彈性元件是弦絲。當(dāng)承重臺上加有被測物時(shí)，V形弦絲的交點(diǎn)被拉向下，且左弦的拉力增大，右弦的拉力減小。兩根弦的固有頻率發(fā)生不同的變化。求出兩根弦的頻率之差，即可求出被測物的質(zhì)量。振弦式傳感器的準(zhǔn)確度較高，可達(dá)1/1000～1/10000，稱量范圍為100克至幾百千克，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工難度大，造價(jià)高。

    施克SICK傳感器的彈性元件是音叉。音叉端部固定有壓電元件，它以音叉的固有頻率振蕩，并可測出振蕩頻率。當(dāng)承重臺上加有被測物時(shí)，音叉拉伸方向受力而固有頻率增加，增加的程度與施加力的平方根成正比。測出固有頻率的變化，即可求出重物施加于音叉上的力，進(jìn)而求出重物質(zhì)量。音叉式傳感器耗電量小，計(jì)量準(zhǔn)確度高達(dá)1/10000～1/200000，稱量范圍為500g～10kg。

    稱重傳感器陀螺儀式

    轉(zhuǎn)子裝在內(nèi)框架中，以角速度ω繞X軸穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)。內(nèi)框架經(jīng)軸承與外框架聯(lián)接，并可繞水平軸 Y 傾斜轉(zhuǎn)動。外框架經(jīng)萬向聯(lián)軸節(jié)與機(jī)座聯(lián)接，并可繞垂直軸Z 旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子軸 (X軸)在未受外力作用時(shí)保持水平狀態(tài)。轉(zhuǎn)子軸的一端在受到外力(P/2)作用時(shí)，產(chǎn)生傾斜而繞垂直軸Z 轉(zhuǎn)動（進(jìn)動）。進(jìn)動角速度ω與外力P/2成正比，通過檢測頻率的方法測出ω，即可求出外力大小，進(jìn)而求出產(chǎn)生此外力的被測物的質(zhì)量。

    施克SICK傳感器響應(yīng)時(shí)間快(5秒)，無滯后現(xiàn)象，溫度特性好（3ppm）， 振動影響小， 頻率測量準(zhǔn)確精度高，故可得到高的分辨率(1/100000)和高的計(jì)量準(zhǔn)確度(1/30000～1/60000)。

    施克SICK傳感器其電阻也隨之改變的原理工作。主要由彈性元件、電阻應(yīng)變片、測量電路和傳輸電纜4部分組成。

    施克SICK傳感器的結(jié)構(gòu)具有明確的應(yīng)力流線分布、輸出靈敏度高、彈性體為一整體、結(jié)構(gòu)簡單、受力狀態(tài)穩(wěn)定、易于加工等。目前在傳感器中還占著較大的比例,而對這種結(jié)構(gòu)傳感器的設(shè)計(jì)公式目前還不很完善。因這種彈性體的應(yīng)變計(jì)算比較復(fù)雜,通常在設(shè)計(jì)時(shí)把它看作為圓環(huán)式彈性體進(jìn)行估算。特別是對1t及以下量程的板環(huán)式傳感器設(shè)計(jì)計(jì)算誤差更大,同時(shí)往往還會出現(xiàn)較大的非線性誤差。