轮辐式力传感器是采用轮幅式弹性体结构,利用剪切式应力原理制作的力传感器,也被称为轮辐式称重传感器。以下是对其的详细介绍:
一、结构特点轮辐式称重传感器像一个车轮,轮辐在轮毂与轮箍之间成对称分布,多为4、6、8个。
具有低外形构造,便于安装,互换性好。
弹性元件为一对称的整体结构,其各方向的热膨胀一致性好,温度系数低。
弹性元件结构便于实现上、下圆膜片焊接密封,密封等级高,可达IP68(某些型号为IP66)。
二、性能特点高精度:采用高精度设计和制造工艺,确保测量结果的准确性。
强抗偏载能力:独特的轮辐式结构使得传感器在受到偏载时仍能保持稳定的测量性能。
良好的线性度:传感器受力后,电阻应变片的阻值变化与外力成正比,从而保证了良好的线性度。
强过载能力:通过控制轮毂与支撑底面之间的间隙,过载能力可达300%以上(某些传感器允许过负荷为150%FS)。
高稳定性:传感器工作稳定,对作用力部位的变动和干扰力的影响不敏感。
强抗腐蚀性:部分传感器采用合金钢材质和硅橡胶密封,表面阳极化处理,具有优异的耐腐蚀性能。
多功能性:除了基本的力测量功能外,还能通过集成其他传感器实现多功能监测,如温度、速度等。
三、工作原理轮辐式称重传感器的工作原理基于弹性体(弹性元件,敏感梁)在外力作用下产生弹性变形,使粘贴在表面的电阻应变片(转换元件)也随同产生变形。电阻应变片变形后,其阻值将发生变化(增大或减小),再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号,从而完成了将外力变换为电信号的过程。
四、应用领域轮辐式传感器因其独特的性能特点,在多个领域有着广泛的应用:
工业称重系统:在料斗称、汽车衡、轨道衡等电子称中广泛应用,用于各种工业称重系统中做力的分析与测量。
机动车辆安全:作为机动车辆安全装置,可以实时获取车辆的轮胎压力和温度信息,并将数据传输到车载电子控制单元(ECU)进行处理和分析,提高行驶安全性。
物流领域:对物流车辆进行实时监测,如行驶速度、停车时间、货物位置等信息,帮助物流企业实现车辆的调度和监控,提高物流配送效率和服务质量。
道路监管:在高速公路等道路上,通过安装在车辆上的轮辐式传感器,实现对车辆的实时监测,如车速、车辆类型等信息,与车辆电子标牌和公路天气广播系统联动,实现道路安全的实时监控和控制。
五、优缺点优点:
抗冲击、抗偏载能力强。
不受加载点和支撑边缘的影响。
线性度高,测量结果准确。
安装方便,互换性好。
缺点:
滞后误差较大,需要通过结构设计和制造工艺加以改善。
某些型号可能对环境因素(如粉尘、潮湿)较为敏感,需要采取额外的保护措施。
六、使用与维护在使用轮辐式传感器时,应确保固定端安全牢靠,受力端不会产生偏载。
传感器的接线方法通常为四芯屏蔽线,颜色分为红、黑、绿、白四个颜色,其中红黑接激励电源,绿白接仪表信号。
在恶劣环境下使用时,应采取适当的保护措施,如焊接封闭、加保护罩等。
传感器使用一段时间后(如一年)或经过修理后,应对其主要技术指标进行校准试验,以确保其性能达到使用要求。
综上所述,轮辐式力传感器以其高精度、强抗偏载能力、良好的线性度和稳定性等特点,在工业称重、机动车辆安全、物流及道路监管等领域发挥着重要作用。