柱式荷重傳感器作為應變式力傳感器的經典構型,以圓柱形彈性體為核心特征,憑借抗過載能力強、結構緊湊、測量穩(wěn)定等優(yōu)勢,在工業(yè)稱重、力值監(jiān)測、設備控制等領域實現(xiàn)廣泛應用。其技術原理源于金屬應變效應的精準轉化,而應用場景則覆蓋從微型測試到萬噸級重載的全量程需求。本文將剝離具體品牌屬性,從通用原理、核心技術特性,構建柱式荷重傳感器的完整知識框架。
承受壓力時,彈性體長度微縮、橫截面積微增;
承受拉力時,彈性體長度微伸、橫截面積微減;
形變程度通??刂圃谖⒚准墸_保外力消失后完全恢復原狀,無永久形變風險。
2 片沿彈性體軸向貼附(主應變片):直接感知軸向形變,拉伸時電阻增大,壓縮時電阻減?。?/span>
2 片沿彈性體橫向貼附(補償應變片):利用泊松效應感知橫向形變,電阻變化方向與軸向相反。
平衡狀態(tài):無外力作用時,4 片應變片電阻值相等(R1=R2=R3=R4),電橋平衡,輸出電壓為 0;
失衡狀態(tài):外力作用導致應變片電阻變化,電橋失衡,輸出與力值成正比的毫伏級電壓信號(靈敏度通常為 1.0~2.0mV/V);
信號優(yōu)化:為抵消環(huán)境干擾與工藝誤差,電路中會集成補償模塊 —— 通過熱敏電阻修正溫度誤差(補償范圍通常為 - 40℃~80℃),通過精密電阻修正零點漂移,使綜合測量精度可達 ±0.05% FS~±0.1% FS。
結構優(yōu)化:采用中空筒式彈性體,使載荷無論作用于端面中心還是邊緣,均能通過筒壁傳遞為均勻軸向應力;
配件適配:底部集成球形支座或調心墊,自動調節(jié)受力角度,抵消安裝偏差帶來的側向力干擾。
防護等級:常規(guī)產品達 IP67(防塵防水),潮濕、多粉塵場景可選用 IP68(完全防水)甚至 IP69K(高壓噴淋防護);
材質適配:腐蝕環(huán)境(如化工儲罐稱重)選用 316L 不銹鋼,高溫環(huán)境(如冶金爐料稱重)選用耐高溫合金;
電路屏蔽:信號線纜采用屏蔽層設計,過濾電磁噪聲,確保在變頻設備、焊接機等強電磁環(huán)境中穩(wěn)定輸出。
低速場景(如靜態(tài)稱重):100Hz 以下即可滿足需求;
高速場景(如汽車壓裝、電池極耳焊接):需 500Hz 以上頻率才能捕捉毫秒級力值波動;
在手機電池 200 公斤荷重測試中,傳感器需在變形量 0.05 毫米以下的微小形變中實現(xiàn)精準測量,動態(tài)響應與靈敏度的平衡尤為關鍵。
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