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应变片传感器和电磁力传感器的差别

1、重原理不同

采用电磁力传感器,其基本原理是重力加载到秤盘上后,通过秤盘下的杠杆带动相连接的线圈在磁场中运动,线圈通以电流,切割磁力线,从而产生电磁力(洛伦兹力),这个电磁力与重力平衡,电流的大小与重量成比例关系,测量到此电流大小后即可得到称量的重量。

对于应变片传感器,是依靠粘贴在传感器弹性体上的应变片感受重量变化,产生相应形变从而其电阻值发生变化,通过惠斯通电桥将电阻信号变化为电压信号,从而得到重量数值。 2、 精度不同 基于称重原理的不同,应变片传感器感受微小形变的能力有限,因此不可能做到很高的精度,一般读数分度均在20万以下,目前市面常见的传感器也就是C6的精度,已经是很高精度的传感器了;就秤而言,一般做到检定精度6,000e。 而电磁力的传感器精度从0.01ug到1kg,完全覆盖所有的应变片传感器的精度范围,分度数更高,可到10亿分度以上,检定精度高应变片几个数量级。 体现在如线性:基于应变测量本身的局限,弹性体和应变片等本身就不具有良好线性,即使C6等级传感器也只能达到0.01%,而电磁力会高出几个数量级; 再如蠕变:应变片传感器的蠕变产生主要由弹性体加工材料和加工质量决定,由于材料加工的不均匀性,很难消除材料中所有的残余应力,因此材料的弹性模量和硬度等不可能完全一致,而在发生变形时便存在这样的弹性变形不一致的弹性后效现象,对弹性体来说呈现出正蠕变效应;同时,对应变片来说,呈现出负蠕变相应;而其它因素,如传感器的贴片过程、粘胶的厚度和工艺、加压固化的压力、固化的温度和时间、传感器的密封方式等,都会对传感器整体硬度均匀性造成影响,所以这些都是蠕变的影响原因,基于此,要改善蠕变就对工艺提出很高要求,而目前,即使C6级的应变片传感器也只能达到0.008%的精度。 而电磁力传感器,采用电磁力与重力平衡,不靠感受应变来得到重力,因此蠕变的影响很小;我们从电磁力公式F=BIL中看到,L是通过磁场中线圈的导体长度,是一个恒定值;B是磁感应强度,因为磁缸是永磁体制造,磁感应强度基本也是常量(当然它会受温度影响,但时漂很小),那么我们测量电流即可得到重量。 3、 稳定性不同 应变片传感器的秤一般采用开环控制,传感器的误差除了在出厂时做了一定的补偿外,和仪表连接后,传感器的信号直接到仪表,经过处理后显示出来,这里面没有任何的反馈环节,因此将这些开环节点的误差和外部扰动都将直接对系统带来影响。 但是电磁力传感器的秤一般都是传感器和仪表整体设计补偿,闭环控制,对传感器输入信号有反馈控制,将减小外部干扰等对系统的影响。 4、 温度影响不同 应变片的传感器因为弹性体、应变片包括粘胶等均受温度变化影响,虽然在制造的时候已经做了一定补偿,但是基于传感器本身材料处理的不均匀性,不同材料间的不同温漂系数等问题,使整体温漂系数不好,即使C6级的传感器也只能达到8ppm。 而电磁力传感器首先针对传感器材料采用单一材料制造,各部分包括簧片导杆等均具有同样温漂系数从而极易补偿,同时对于可能受温度影响的磁感应强度,在磁钢中加装温度传感器,实时采集温度变化数据,形成闭环回路,动态进行温度修正,因此电磁力传感器的温漂系数一般均在 5ppm以下,常见的为2ppm。 5、 校准方式不同 应变片传感器的秤只能通过外部校正,而一些电磁力传感器的秤有内置砝码,可以自动加载卸载,进行全自动内部校正,这样在平时使用中也能随时确保秤的精度;同时内部砝码值夜可与外部标准砝码进行比对得到修正。 


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