小量程平柝式称重传感器.pdfVIP

● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ．j}TechnologyApplication：：．．……… ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● … … … - ：ScienceTechnology 型或超薄型电子秤的发展提供了技术和物质基础。 二、结构与特点 小量程平板式称重传感器顾名思义为一平板 结构，即在一块长方形的乎板上，与两个长边相 等的距离内对称的加工出两个长方形孔，形成中间 为矩形截面的应变梁和两边中心带承载凸台的矩形 截面支承梁。应变梁的中心为载荷引入点，当外载 荷施加于应变梁的中点时，在两边支承梁中心凸台 的支承下，应变梁产生弯曲变形，其结果便在应变 梁的根部和中心载荷点两侧产生对称的拉应力和压 应力，单轴 电阻应变计就粘贴在应变梁表面上的最 大拉应力和最大压应力区域 内。平板式弹性元件及 电阻应变计粘贴位置图，如图1所示。 图1 平板式弹性元件及电阻应变计粘贴位置图 小量程平板式称重传感器具有如下特点： (1)结构简单紧凑，外形低； (2)几何形状简单，容易加工出较高的形位 和尺寸精度； (3)弹性元件为一整体结构，无活动环节， 固有线性好； (4)应变梁与支承梁的根部连接为一体，无 端部效应和底部摩擦影响，滞后和蠕变误差较小； (5)单轴电阻应变计粘贴在应变梁的表面 ， 工作面开敞，有利于粘贴作业和电阻应变计的防 护与密封 ； (6)特别适合制造薄型或超薄型电子秤。 三、受力分析与理论计算 由图 l可 以看出，平板式弹性元件的中间应 变梁与两边支承梁为同一块合金钢板加工形成的 整体结构，无边界连接环节和端部效应影响。在 外载荷作用下应变梁与支承梁的变形方向相反 ， 其根部可视为刚性连接 ，即不能 自由转动 ，又不 阻碍中间应变梁的纵向变形。 输出灵敏度 5 3K - 一 P(4X I)一×103mV／V (1O) ，， ． 4J616 在进行平板式称重传感器结构设计时，额定 载荷P，输出灵敏度 s，电阻应变计灵敏系数K为 已知量。根据 电子秤要求和结构设计需要选定应 变梁长度 f，宽度b，粘贴电阻应变计截面的距离 ， 则应变梁的厚度为： (11) 四、平板式称重传感器的设计与计算实例 平板式弹性元件的外载荷、输出灵敏度与尺 寸参数： 额定载荷P=100kg；输出灵敏度 S=2．0mV／V； 应变梁长度 ／=70mm、宽度 b=16mm；电阻应变计 灵敏 系数 K=2；电阻应变计 粘 贴截 面距 离 X=30mm 。 ’ 弹性元件材料与许用应力： 中碳合金钢40CrNiMoA or6=132kg／mm rOs=126kg／m 取 =Aa-ro,=42kg／mm 根据式 (11)计算应变梁的高度h 一 V’ 4bE二S ：= 3x2x1004(x30-70)x103一 - = 334lmm 取 h=3．3ram 粘贴电阻应变计截面弯矩 = — 100(4x30-70)=625kg·mm 粘贴电阻应变计截面弯曲应力、应变 rO = = ： 一6一16×翳3．32=一21．52‘2kgm／m2 =