电子天平的传感器 电子天平的传感器有哪些种类?哪种传感器更好?
电子天平的传感器有哪些种类?哪种传感器更好?
传感器是电子天平的重要元器件,关乎着电子天平称重的灵敏度、精确度,可以说是电子天平的“心脏”器件。电子天平发展至今,其传感器的种类也经过了历次更迭,不同构造、不同原理的天平传感器,其性能、价格也是千差万别。
以下我们来了解一下电子天平主流的传感器类型:
1、电感式传感器
电感式传感器是利用电磁力与被测物体的重力相平衡的原理来测量称重的。天平秤盘通过支架连杆与线圈连接,在称量范围内,当被测物的重力通过连杆作用在线圈上,这时在磁场中若有电流通过,线圈将产生一个电磁力,流经线圈内部的电流I与被测物体的质量成正比,因此只要测出电流I即可知道物体的质量。
电感式传感器构造简单,成本较低,适用于对精度要求不高的电子天平。
2、电容式传感器
电容式传感器的称重原理是:利用电容振荡电路的振荡频率F与极板间距d的正比例关系,当在称重台加载负载时,两个极板间的距离发生变化,电路的振荡频率也随之变化,测出频率的变化即可求出负载的质量。
电容式传感器耗电量小,具有较高的信噪比和系统稳定性,动态响应快,成本低,适应性强,可在高低温、强辐射等恶劣环境下工作。但其输出阻抗高,负载能力差,精确度较低,约为1/200~1/500。
3、电阻应变片式传感器
电阻应变片式传感器的原理是利用金属材料在压力和张力作用下会发生电阻值变化的现象,将被测的非电量转换成电阻的变化,再经过转换电路变成电量的输出。其优点是精度高,测量范围广,结构简单,体积小重量轻,使用寿命长,性能稳定可靠,价格低廉。缺点是对于大应变有较大的非线性、输出信号较弱,但可采取一定的补偿措施。
应变片式传感器在天平上的工作原理:称盘空载时,应变片的阻值相同,电压通过桥式电路后输入到放大器的电压为零。当天平称盘上有负载的时候,应变片被拉伸或受压,其阻值增大或减小。这样一来,经过桥式电路后有一微小电压输入到放大器。这一数值经放大,微处理器处理后显示出来,即被称物体重量。
使用电阻应变片式传感器制造的电子天平,精度可达万分之一,量程较大,从几公斤到几十吨都可应对。
4、电磁平衡式传感器
电磁平衡式传感器利用电磁力平衡原理制作而成,测量时其导向机构在被称物的重力作用下,因变形而产生位移,位移经杠杆放大后,使与杠杆相连的线圈在静磁场中移动,光电装置测出线圈偏离了原来的平衡位置。由电路控制部分给线圈一定的补偿电流,通有电流的线圈在磁场收到电磁力作用,使杠杆恢复到平衡位置。将这个与被称物相对应的补偿电流由电路控制部分进行转换处理,即可测得被称物的质量。
电磁平衡式传感器结构复杂但精度很高,采用电磁平衡式的电子天平可达到百万分之一以上的精度,受温度变化的影响较小,使用寿命长。
5、单体传感器
超级单体传感器,是将一块特种合金在10000rpm的超高速三维加工中心上一次加工成一个除磁缸和线圈之外的完整的传感器。由于其使用单一材料,膨胀系数一致,温度漂移小;传感器无连接簧片,连接强度高,无内应力,不像分体式传感器那样具有簧片断裂的风险。
使用超级单体传感器的天平具有更高的精度(最高分辨率可达亿分之二)、更快速地响应、更加稳定的示值读数、更加坚固且耐用,并且受环境温度影响极小。
6、单模传感器
单模传感器是将一块特种合金利用线切割进行二维加工的称重传感器。它的横梁组成方式是外加杠杆,由于非一体化结构,比较敏感,四角误差不可外部调节。
以上就是电子天平中常见的几种传感器类型。由于成本和精度等原因,目前应用最广泛的是应变片式传感器和电磁平衡式传感器,天马仪器这两类传感器的电子天平都有。在选购电子天平时,传感器的种类是影响天平价格和性能的重要原因,若您想了解某台天平使用的是哪种传感器,可以咨询天平厂家。
赛多利斯分析天平重力感应器详解
一、重力感应器的定义与原理
重力感应器,也称为力传感器或力敏元件,是赛多利斯分析天平的核心组件。它的主要作用是将物体的质量转化为电信号,通过电子线路处理后,显示出准确的质量读数。重力感应器的工作原理基于应变计技术,即当传感器受到物体重量的压力时,内部的应变片会发生形变,导致电阻变化,从而产生相应的电信号。
二、赛多利斯分析天平重力感应器的特点
高精度:赛多利斯分析天平的重力感应器具有极高的精度,能够检测到微小的质量变化,适用于要求严格的实验室分析和工业测量。
高灵敏度:传感器对重量变化的反应非常灵敏,能够迅速稳定地显示测量结果。
高稳定性:传感器结构设计稳定,能在长时间使用中保持一致性和可靠性,减少漂移和误差。
抗干扰能力强:重力感应器采用先进的屏蔽技术和抗干扰设计,能够有效抵御环境噪声和电磁干扰,确保测量准确性。
三、重力感应器的分类
赛多利斯分析天平使用的重力感应器主要分为以下几种类型:
电容式重力感应器:通过测量电容的变化来感应重量变化。电容的变化与物体的重量成正比,能够实现高精度的测量。
压电式重力感应器:利用压电材料在受到压力时产生电荷的特性,将重量变化转化为电信号。压电式传感器具有快速响应和高灵敏度的特点。
电阻应变片式重力感应器:在金属基底上粘贴应变片,通过测量应变片的电阻变化来感应重量。这种传感器广泛应用于高精度分析天平。
四、重力感应器的工作流程
加载样品:将样品放置在天平的秤盘上,样品的重量通过秤盘传递到重力感应器。
应变检测:重力感应器内部的应变片受到压力发生形变,导致其电阻发生变化。
信号转换:应变片的电阻变化通过电桥电路转换为电压信号。
信号处理:电压信号经过放大和滤波等处理后,由ADC(模数转换器)转换为数字信号。
数据输出:数字信号通过微处理器进行计算和处理,最终在显示屏上显示出样品的质量。
五、重力感应器的校准与维护
校准方法
零点校准:确保天平在无负载情况下显示为零。可以通过调整零点调节器或使用自动校准功能进行校准。
满量程校准:使用已知质量的标准砝码进行校准,将标准砝码放置在天平上,确保显示的质量值与砝码的实际质量一致。
维护建议
避免过载:避免超出天平的最大称量范围,以免损坏重力感应器。
定期清洁:保持天平和重力感应器的清洁,避免灰尘和杂质影响测量精度。
环境控制:尽量在稳定的环境条件下使用天平,避免温度、湿度的剧烈变化和空气流动。
定期校准:根据使用频率和要求,定期进行天平校准,确保测量结果的准确性。
六、重力感应器的应用实例
赛多利斯分析天平的重力感应器广泛应用于以下领域:
科学研究:用于化学分析、生物实验、物理研究等领域,提供高精度的质量测量数据。
医药行业:用于药物配方、成分分析和质量控制,确保药品的安全和有效性。
工业生产:用于原材料检测、产品质量控制和工艺流程监控,提高生产效率和产品质量。
食品检测:用于食品成分分析、配料称量和质量检测,保障食品安全和品质。
七、结语
重力感应器是赛多利斯分析天平的核心组件,其高精度、高灵敏度和高稳定性使得天平能够在各种复杂应用场景中提供准确可靠的质量测量数据。通过正确的校准和维护,可以确保重力感应器的长期稳定运行,为科学研究、工业生产和质量控制提供坚实的技术保障。
希望本文对赛多利斯分析天平重力感应器的介绍能够帮助用户更好地理解其工作原理和使用方法,进一步提高测量精度和数据可靠性。
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