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需要掌握的SICK傳感器基本知識

發(fā)布時間:2016-11-30

    需要掌握的SICK傳感器基本知識
    1、什么是SICK傳感器？
    SICK傳感器是用來將重量信號或壓力信號轉(zhuǎn)換成電量信號的轉(zhuǎn)換裝置。
    2、SICK傳感器的測量原理是什么？
    SICK傳感器采用金屬電阻應(yīng)變片組成測量橋路，利用金屬電阻絲在張力作用下伸長變細(xì)，電阻增加的原理，即金屬電阻隨所受應(yīng)變而變化的效應(yīng)而制成的（應(yīng)變，就是尺寸的變化）。
    3、SICK傳感器的構(gòu)造原理？
    金屬電阻具有阻礙電流流動的性質(zhì)，即具有電阻（Ω），其阻值依金屬的種類而異。同一種金屬絲，一般來講，越是細(xì)長，其電阻值就越大。當(dāng)金屬電阻絲受外力作用而伸縮時，其電阻值就會在某一范圍內(nèi)增減。因此，將金屬絲（或膜）緊貼在被測物體上，而且這種絲或膜又很細(xì)或很薄，粘貼又十分完善，那麼，當(dāng)被測物體受外力而伸縮時，金屬電阻絲（膜）也會按比例伸縮，其阻值也會相應(yīng)變化。稱重傳感器就是將金屬電阻應(yīng)變片粘貼在金屬稱重梁上進(jìn)行測量重量信號的。
    4、SICK傳感器的外形構(gòu)造與測重形式？
    SICK傳感器的外形構(gòu)造隨被測對象的不同，其外形構(gòu)造也會不同。
    A、比較常見的稱重傳感器的外形構(gòu)造：
    圓柱形（杯柱形）；S形；長方形等。
    B、測重形式：
    壓縮式；伸張式。
    圓柱形（杯柱形）一般均為壓縮式測重形式。
    S形，長方形均為壓縮式，伸張式兩用測重形式。
    C、內(nèi)部金屬稱重梁形式：
    一般分為單孔或雙孔形式。
    D、鶴林公司使用的稱重傳感器的外形構(gòu)造與測重形式：
    圓柱形——稱重倉（壓縮式），原料粉煤灰秤（壓縮式）。
    S形——皮帶秤（壓縮式），包裝機(jī)袋重秤（伸張式）。
    長方形——汽車衡（壓縮式），軌道衡（壓縮式），煤粉天平秤（伸張式），固體流量計(jì)（壓縮式）。
    5、稱重傳感器的電路組成？
    稱重傳感器進(jìn)行測量時，我們需要知道的是應(yīng)變片受應(yīng)變時的電阻變化。通?？偸遣捎脩?yīng)變片組成橋式電路（惠斯登電橋），將應(yīng)變片引起的電阻變化轉(zhuǎn)換成電壓變化來進(jìn)行測量的。
    設(shè)：電橋的輸入激勵電壓為Ei, ①
    則電橋的輸出電壓△E0為：
    R1 R2
    △E0=Ei×[(R1R3-R2R4)/(R1+R2)(R3+R4)]
    輸入激勵電壓 ③ 輸出電壓
    令電橋的初始條件為
    R1=R2=R3=R4， ④
    則△E0=0。
    設(shè)電阻值R1的應(yīng)變片受應(yīng)變作用 R3 R4
    后的電阻變化為R+△R，則電橋的輸 ②
    出電壓△E0為：
    △E0=Ei[△R/（4R+2△R）]≌（△R/4R）Ei (R＞＞△R)
    由于△R=R×K0×ε，所以
    △E0=（Ei×K0×ε）/4
    例如，設(shè)K0=2，ε=1000×0.000001, Ei=1V
    則: △E0=(1×2×1000×0.000001)/4=0.5mV
    式中 K0=系數(shù)（一般為2）
    ε=應(yīng)變系數(shù)(一般為500×0.000001~2000×0.000001;相當(dāng)于10~40Kgf/mm2。)
    Ei=輸入的激勵電壓
    為了增加電橋的視在輸出,大多都將電橋設(shè)計(jì)成4枚應(yīng)變片都受力作用的形式(4個工作片)。
    此時 △E0=0.5mV×4=2 mV
    6、傳感器的輸出靈敏度的表示方法？
    電橋的輸出電壓通常用輸入激勵電壓為1V時的輸出電壓（mV/V）來表示。通常稱傳感器的輸出靈敏度。
    7、為什么傳感器內(nèi)部要加補(bǔ)償電路？
    SICK傳感器在制造過程中，為了改善它的**，特別是改善溫度特性，一般要在應(yīng)變片電路中附加對零點(diǎn)和靈敏度的溫度補(bǔ)償。即除了應(yīng)變片外，其中還增加了各種補(bǔ)償電阻。
    零點(diǎn)補(bǔ)償?shù)哪康氖潜M量減小電橋零點(diǎn)隨溫度的變化，因此，出應(yīng)變片本身的溫度自補(bǔ)償外，又加入了電阻溫度系數(shù)和電橋中應(yīng)變片的溫度系數(shù)不同的電阻元件（如銅電阻或鎳電阻等），以加強(qiáng)補(bǔ)償作用。
    靈敏度補(bǔ)償?shù)哪康氖菧p小輸出電壓隨溫度的變化，即補(bǔ)償彈性體的彈性系數(shù)和應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)隨溫度的變化。因此，對電橋中串接了兩個與電橋溫度補(bǔ)償作用相同的電阻。同時電路中的其它電阻用于將電橋的初始平衡，額定輸出和輸入電阻等參數(shù)調(diào)整到規(guī)定的數(shù)值。

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