電阻應變式稱重傳感器的核心結構包含彈性體、應變片、檢測電路三大部分,其物理信號轉換流程為:?外力→彈性體形變→應變片阻值變化→電橋電壓輸出→數字信號轉化?。以下是詳細拆解:一、核心物理結構
彈性體?
功能?:承受外力并產生可控形變,通常采用高強度鋁合金或合金鋼(如M-2048 T8 1鋁合金)制造,確保微小形變與載荷成線性關系。
結構類型?:
懸臂梁式?:薄壁挖空設計增大敏感區(qū)形變量,適用于高精度小量程(如電子秤);
柱式/輪輻式?:柱體壓縮形變,承載大量程壓力(如地磅);
S型/平行梁式?:雙向受力設計,可測量拉力與壓力(如工業(yè)吊秤)。
關鍵設計?:通過鏤空薄壁結構(如圖1)集中形變應力,提升靈敏度。
應變片?
粘貼工藝?:高精度粘貼于彈性體形變最大區(qū)域(如梁式傳感器的薄壁處),使用EP250黏合劑確保零空隙附著,耐熱膠帶固定后覆保護膜防潮。
工作原理?:金屬電阻絲隨彈性體形變拉伸/壓縮,阻值相應增減(拉伸阻值↑,壓縮阻值↓)。
布局邏輯?:四片應變片以“兩拉兩壓”對稱排列(圖2),構成惠斯通電橋基礎。
防護與封裝?
密封設計?:彈性體與應變片整體灌注密封膠,隔絕水分、粉塵及機械沖擊;
外殼結構?:不銹鋼或合金外殼提供抗側向力支撐,避免非垂直載荷干擾精度。
二、信號轉換系統(tǒng)
惠斯通電橋電路?組成?:四片應變片連接成全橋電路(圖3),無負載時電橋平衡(輸出電壓≈0);
信號生成?:形變導致應變片阻值變化(如R1、R3阻值↑,R2、R4阻值↓),打破電橋平衡輸出差分電壓。
信號處理模塊?
放大與濾波?:專用芯片(如HX711)放大毫伏級電壓,濾波消除電磁干擾;
模數轉換(ADC)?:將模擬電壓轉為數字信號,經單片機處理輸出重量值;
溫度補償?:對稱布局的相鄰應變片自動抵消溫漂誤差。
輸出接口?
四線制?:基礎EXC±(激勵電壓)、SIG±(信號輸出)線纜;
六線制?:增加SENSE±補償線,遠距離傳輸時反饋實際激勵電壓,修正線路損耗。
三、關鍵工藝與誤差控制
應變片溫漂抑制?:對稱貼片布局+電橋抵消設計,使相鄰應變片溫度變化一致;
線性化補償?:軟件算法修正傳感器非線性響應,確保輸出與重量嚴格比例;
過載保護?:機械限位結構(如卸荷螺栓)防止超載損壞彈性體。
應用提示?:安裝時需確保載荷垂直作用于傳感器中心,避免側向力導致形變檢測失真。
附:典型應用拆解示例
消費電子秤?(如小米體脂秤):四角各置一枚懸臂梁傳感器,彈性體為鏤空鋁條,應變片貼于薄壁處,信號經PCB主板整合后顯示;
工業(yè)地磅?:柱式傳感器嵌入秤臺底部,六線制輸出連接稱重模塊,SENSE線實時補償長距離信號衰減。

特別聲明:以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“機電號”用戶上傳并發(fā)布,本平臺僅提供信息存儲服務
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of JDZJ Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
