施克SICK傳感器應變特點詳解

    施克SICK傳感器應變特點詳解

    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，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行檢測。由于人體在頻下相當于電導體，因此也出現(xiàn)了用于人的顫抖測量和防盜報警。

    施克SICK傳感器在測量構(gòu)件應變時，直接將應變片黏貼在構(gòu)件上即可，但若要測量力、壓力、加速度等信號，應先將這些物理量轉(zhuǎn)變成應變，然后用應變片測量，比直接測量時多了一個轉(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，應變式傳感器通常由彈性敏感原件和應變計兩部分構(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械加工和熱處理性能，具有較強的抗壓強度。受溫度影響小等特性，正確選擇彈性敏感原件及應變計橋路是提高應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，精度可達到0.05%FS以上；壓力傳感器可測0.1-1000000的壓力，精度可達到0.1%FS。

    2、性能穩(wěn)定，使用壽命長，如稱重式機械杠桿稱，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困難的，采用電阻應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、頻率響應特性極好。施克SICK傳感器一般電阻應變計響應時間為0.01MS，半導體應變計可達到0.001MS如能在彈性原件上采取措施則由他們構(gòu)成的應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，但當電纜線較長時，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)生機械變形時，內(nèi)部產(chǎn)生應力并引起導磁率變化，使繞在鐵磁元件（磁極）兩側(cè)的次級線圈的感應電壓也隨之變化。測量出電壓的變化量即可求出加到磁極上的力，進而確定被測物的質(zhì)量。磁極變形式傳感器的準確度不高，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。當承重臺上加有被測物時，V形弦絲的交點被拉向下，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。振弦式傳感器的準確度較高，可達1/1000～1/10000，稱量范圍為100克至幾百千克，但結(jié)構(gòu)復雜，加工難度大，造價高。

    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。當承重臺上加有被測物時，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，進而求出重物質(zhì)量。音叉式傳感器耗電量小，計量準確度高達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)在未受外力作用時保持水平狀態(tài)。轉(zhuǎn)子軸的一端在受到外力(P/2)作用時，產(chǎn)生傾斜而繞垂直軸Z 轉(zhuǎn)動（進動）。進動角速度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傳感器響應時間快(5秒)，無滯后現(xiàn)象，溫度特性好（3ppm）， 振動影響小， 頻率測量準確精度高，故可得到高的分辨率(1/100000)和高的計量準確度(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)計公式目前還不很完善。因這種彈性體的應變計算比較復雜,通常在設(shè)計時把它看作為圓環(huán)式彈性體進行估算。特別是對1t及以下量程的板環(huán)式傳感器設(shè)計計算誤差更大,同時往往還會出現(xiàn)較大的非線性誤差。