一、基本概念
悬臂梁称重传感器是一种基于悬臂梁结构的力传感器,通过测量梁的形变来间接获取受力大小。其名称来源于一端固定(支撑)、另一端自由受力的机械结构,
广泛应用于静态或动态的重量或力的测量。
二、工作原理
1. 应变效应:当外力作用于悬臂梁的自由端时,梁会发生弹性形变,*大应变通常集中在固定端附近。
2. 电阻变化:贴附在梁表面的应变片(金属或半导体材料)随形变产生电阻变化。
3. 信号转换:通过惠斯通电桥将电阻变化转换为电压信号,经放大、滤波和模数转换后输出数字信号,*终显示为重量或力值。
三、核心结构
- 弹性体:通常采用不锈钢(如17-4PH)或铝合金,需具备高弹性模量和抗疲劳性。
- 应变片:布置于梁的高应变区(如固定端上下表面),4片组成全桥电路以提高灵敏度。
- 密封外壳:防护等级可达IP68,适应潮湿、粉尘环境。
- 信号调理模块:集成温度补偿,减少环境干扰。
四、主要类型
1. 单点悬臂梁:适用于小量程(如1kg-500kg),用于平台秤、包装机。
2. S型双连孔结构:抗侧向力强,常见于拉力/压力两用场景。
3. 弯曲梁式:中量程(如500kg-5t),用于工业配料系统。
五、技术特点
- 精度:可达0.03%FS(满量程),部分高精度型号达0.01%。
- 量程范围:通常50g至10t,覆盖广泛需求。
- 动态响应:部分型号支持>1kHz采样率,适合动态称重。
- 环境适应性:工作温度-30℃至+80℃,带防爆选项(如Ex ia认证)。
六、典型应用领域
1. 工业制造
- 自动化生产线:机器人抓取力监控,如汽车零部件装配(扭矩+压力复合检测)。
- 流程控制:化工反应釜的原料投料(防爆型,量程2t,精度±0.05%)。
2. 食品医药
- 灌装线:液体灌装机的流量反馈控制(卫生型设计,IP69K防护)。
- 药品分装:高精度微量称重(0.1g分辨率,GMP认证)。
3. 物流仓储
- 动态分拣:快递包裹的移动称重(速度2m/s,精度±10g)。
- 叉车安全:超载预警系统(量程5t,CAN总线输出)。
4. 医疗设备
- 病床称重:长期卧床患者体重监测(低功耗无线传输)。
- 康复训练:步态分析中的足底压力分布(多悬臂梁阵列)。
5. 特殊环境
- 船舶压载监测:耐盐雾腐蚀设计(316L不锈钢,量程50t)。
- 农业机械:联合收割机的粮仓负载监控(抗振动设计)。
七、选型要点
- 安装方式:需严格对齐受力轴线,避免侧向力导致的误差(允许侧向力通常<10%FS)。
- 量程选择:建议实际使用载荷为量程的60-80%,如*大需测800kg应选1t量程。
- 认证要求:贸易结算需OIML R60认证,食品行业需FDA兼容材料。
八、发展趋势
- 智能化:集成IoT模块,实时数据上传至云端(如NB-IoT协议)。
- 微型化:MEMS技术实现毫米级传感器(医疗微创手术器械应用)。
- 多物理量融合:同时测量温度、湿度参数,提升补偿精度。
MATERIAL (材质):TOOL STEEL
RATED CAPACITY (量程):100、200、300、500Kg、1、2、3、5、10 T
LOAD CELL SPECIFCATION |
RATED OUTPUT: 输出灵敏度 | 3.0±0.1mV/V |
NON-LINEARITY: 非线性 | 0.02% R.O. |
HYSTERESIS: 滞后性 | 0.02% R.O. |
REPEATABILITY: 重复性 | 0.02% R.O. |
CREEP: 蠕变 | 0.02% R.O./30mins |
EXCITATION: 输入电压 | 10V 15V(Max) |
ZERO OUTPUT: 零点输出 | ±1% R.O. |
INPUT RESISTANCE: 输入阻抗 | 385Ω±10Ω |
OUTPUT RESISTANCE: 输出阻抗 | 350Ω±2Ω |
INSULATION RESISTANCE: 绝缘电阻 | ≥2000MΩ(50V) |
CABLE GAUGE: 线材 | 4 Core Shield Cable; Φ5.6; 6M |
COMPNSAED RANGE: 工作温度 | -10℃~50℃ |
TEMP.EFFECT ON ZEROBAL: 温带影响平衡 | 0.04% R.O. |
TEMP.EFFECT ON OUTPUT: 温度影响输出 | 0.02% R.O. |
SAFE LOAD LIMIT: 安全过载 | 150% |
Protection grade 防护等级 | IP67 |
WIRE COLOR 配线颜色 | RED 红 +INPUT |
BLACK 黑 -INPUT |
GREEN 绿 +OUTPUT |
WHITE 白 -OUTPUT |
