稱重力傳感器是一種將重力轉換為電信號輸出的裝置,其設計原理如下:
1.壓電效應:
壓電效應是指某些晶體材料在受到力的作用時會產生電荷的現象。這種效應是可逆的,即施加外力時產生電荷,移除外力后晶體恢復到不帶電狀態。
稱重傳感器利用壓電效應,當晶體受到重力作用時,內部會極化產生電壓,通過測量電路將電壓變化轉換為電信號輸出。
壓電式傳感器具有高靈敏度和快速響應的特點,適用于動態測量和高精度要求的場合。
2.稱重力傳感器應變電阻效應:
應變電阻效應是指導體或半導體在外力作用下發生形變,導致其電阻值發生變化的現象。這種效應常用于制作電阻應變片,貼附在彈性體上。
當彈性體受到重力作用變形時,應變片隨之變形,電阻值發生變化。通過橋路電路檢測電阻變化并轉換為電信號輸出。
應變電阻式傳感器結構簡單、成本低,適用于靜態和準靜態測量。
3.電磁感應原理:
電磁感應原理基于法拉第電磁感應定律,即導體在變化的磁場中運動或處于變化的磁場中會產生電動勢。
在稱重傳感器中,通過線圈和磁鐵的組合,當載重物體引起磁鐵位置變化時,線圈中的磁通量改變,從而產生感應電動勢。
電磁感應式傳感器具有良好的線性特性和穩定性,適用于大量程和高精度的測量。