P+F傳感器，P+F稱重傳感器,P+F位移傳感器

P+F傳感器，P+F稱重傳感器,P+F位移傳感器/39529839/39529830：單榮兵
P+F稱重傳感器實(shí)際上是種將信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y量的電信號(hào)輸出的裝置。用傳感器茵要考慮傳感器所處的實(shí)際工作環(huán)境，這點(diǎn)對(duì)正確選用稱重傳感器關(guān)重要，它關(guān)系到傳感器能否正常工作以及它的安全和使用壽命，乃整個(gè)衡器的可靠性和安全性。在稱重傳感器主要技術(shù)指標(biāo)的基本概念和評(píng)價(jià)方法上，新舊國標(biāo)有質(zhì)的差異。
德國P+F倍加福范圍：光柵 其它傳感器附件 傳感器控制器 閥門執(zhí)行器 連軸器 接線端子附件 電纜接頭 旋轉(zhuǎn)式緊鎖接頭 數(shù)字面板表 電磁閥 磁探手 通訊電纜 調(diào)節(jié)器 嵌入式系統(tǒng) 繼電器配件 超聲波變送器 測量測試儀器 接近開關(guān) 開關(guān)電源 視覺傳感器 光電開關(guān) 通訊接口 旋轉(zhuǎn)編碼器 真空開關(guān) 通訊卡 安全傳感器 行程開關(guān) 磁性開關(guān) 液位開關(guān) 位移傳感器 超聲波傳感器 溫度傳感器 安全門開關(guān) 浮球開關(guān)P+F傳感器，P+F稱重傳感器,P+F位移傳感器/39529839/39529830：單榮兵

P+F公司（PEPPERL+PUCHS） 是zui大也是zui的傳感器公司 德國P+F公司創(chuàng)建于1946年，是德國zui的也是世界上zui大的傳感器公司，研究，開發(fā)和
工廠自動(dòng)化用的高技術(shù)的傳感器光電開關(guān)，接近開關(guān)，超聲波開關(guān)，微波開關(guān)，壓力傳感器，旋轉(zhuǎn)編碼器，光電數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)，電感式識(shí)別系統(tǒng)，現(xiàn)場總線系統(tǒng)和液位控制傳感器以及過程自動(dòng)化用的接口界面，齊納安全柵，隔離柵，化工防爆系統(tǒng)現(xiàn)場器件產(chǎn)品，具有多項(xiàng)傳感器和高可靠信譽(yù)。代表型號(hào)：NBB15-30GM30-E2 NBB15-30GM30-E2-V1 NBB15-30GM30-E3 NBB15-30GM30-E3-V1 NBB15-30GM50 -E0 NBB15-30GM50-E0-V1 NBB15-30GM50-E2 NBB15-30GM50-E2-V1 NBB15-30GM60-A0 NBB15- 0GM60-A0-V1 NBB15-30GM60-A2 NBB15-30GM60-A2-V1 NBB15-30GKK-WO NBB15-30GKK-WS NBB15-30GM50-WO NBB15-30GM50-WS  NBB15-30GM60-B3B-V1 NBN3-6,5M25-E0-V3 NBN3-6,5M25-E2-V3 NBN3-6,5M30-E2 NBN3-8GM25-E0
-V3 NBN3-8GM25-E1-V3 NBN3-8GM25-E2-V3 NBN3-8GM25-E3-V3 NBN3-8GM30-E0 NBN3-8GM30-E0-  V1 NBN3-8GM30-E2 NBN3-8GM30-E2-C-V1 NBN3-8GM30-E2-V1 NBN3-8GM45-E2-V3
德國P+F傳感器，P+F壓力傳感器，P+F旋轉(zhuǎn)編碼器，P+F光電開關(guān)，P+F接近開關(guān)，P+F超聲波開關(guān)，P+F 微波開關(guān)
傳統(tǒng)概念上，負(fù)荷傳感器是稱重傳感器、測力傳感器的統(tǒng)稱，用單項(xiàng)參數(shù)評(píng)價(jià)它的計(jì)量特性。舊國標(biāo)將應(yīng)用對(duì)象和使用環(huán)境條件*不同的“稱重”和“測力”兩種傳感器合二為來考慮，對(duì)試驗(yàn)和評(píng)價(jià)方法未給予區(qū)分。舊國標(biāo)共有21項(xiàng)指標(biāo)，均在常溫下進(jìn)行試驗(yàn)；并用非線性、滯后誤差、重復(fù)性誤差、蠕變、零點(diǎn)溫度附加誤差以及額定輸出溫度附加誤差6項(xiàng)指標(biāo)中的zui大誤差，來確定稱重傳感器準(zhǔn)確度等，分別用0.02、0.03、0.05表示。 　　衡器上使用的種力傳感器。它能將作用在被測物體上的重力按  稱重傳感器P+F傳感器，P+F稱重傳感器,P+F位移傳感器/39529839/39529830：單榮兵

定比例轉(zhuǎn)換成可計(jì)量的輸出信號(hào)。考慮到不同使用地點(diǎn)的重力加速度和空氣浮力對(duì)轉(zhuǎn)換的影響，稱重傳感器的指標(biāo)主要有線性誤差、滯后誤差、重復(fù)性誤差、蠕變、零點(diǎn)溫度特性和靈敏度溫度特性等。在各種衡器和計(jì)量系統(tǒng)中，通常用綜合誤差帶來綜合控制傳感器準(zhǔn)確度，并將綜合誤差帶與衡器誤差帶（圖1）起來，以便選用對(duì)應(yīng)于某準(zhǔn)確度衡器的稱重傳感器。法制計(jì)量組織（OIML）規(guī)定，傳感器的誤差帶δ占衡器誤差帶Δ的70%，稱重傳感器的線性誤差、滯后誤差以及在規(guī)定溫度范圍內(nèi)由于溫度對(duì)靈敏度的影響所引起的誤差等的總和不能超過誤差帶δ。這就允許制造廠對(duì)構(gòu)成計(jì)量總誤差的各個(gè)分量進(jìn)行調(diào)整，從而獲得期望的準(zhǔn)確度。
編輯本段分類
　　[1]稱重傳感器按轉(zhuǎn)換方法分為光電式、液壓式、電磁力式、電容式、磁極變形式、振動(dòng)式、陀螺儀式、電阻應(yīng)變式等8類，以電阻應(yīng)變式使用zui廣。/39529839/39529830：單榮兵

光電式傳感器
　　包括光柵式和碼盤式兩種。 　　光柵式傳感器利用光柵形成的莫爾條紋把角位移轉(zhuǎn)換成光電信號(hào)（圖2）。光柵有兩塊，為固定光柵，另為裝在表盤軸上的移動(dòng)光柵。加在承重臺(tái)上的被測物通過傳力杠桿系統(tǒng)使表盤軸旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)移動(dòng)光柵轉(zhuǎn)動(dòng)，使莫爾條紋也隨之移動(dòng)。利用光電管、轉(zhuǎn)換電路和顯示儀表，即可計(jì)算出移過的莫爾條紋數(shù)量，測出光柵轉(zhuǎn)動(dòng)角的大小，從而確定和讀出被測物。 　　碼盤式傳感器（圖3）的碼盤（符號(hào)板）是塊裝在表盤軸上的透明玻璃，上面帶有按定編碼方法編定的黑白相間的代碼。加在承重臺(tái)上的被測物通過傳力杠桿使表盤軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，碼盤也隨之轉(zhuǎn)過定角度。光電池將透過碼盤接受光信號(hào)并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后由電路進(jìn)行數(shù)字處理，zui后在顯示器上顯示出代表被測的數(shù)字。光電式傳感器曾主要用在機(jī)電結(jié)合秤上。
液壓式傳感器
　　如圖4所示，在受被測物重力P作用時(shí)，液壓油的壓力增大，增大的程度與P成正比。測出壓力的增大值，即可確定被測物的。液壓式傳感器結(jié)構(gòu)簡單而牢固，測量范圍大，但準(zhǔn)確度般不超過1/100。
電磁力式傳感器
　　它利用承重臺(tái)上的負(fù)荷與電磁力相平衡的原理工作（圖5）。當(dāng)承重臺(tái)上放有被測物時(shí)，杠桿的端向上傾斜；光電件檢測出傾斜度信號(hào)，經(jīng)放大后流入線圈，產(chǎn)生電磁力，使杠桿恢復(fù)平衡狀態(tài)。對(duì)產(chǎn)生電磁平衡力的電流進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換，即可確定被測物。電磁力式傳感器準(zhǔn)確度高，可達(dá)1/2000～1/60000，但稱量范圍僅在幾十毫克10千克之間。
電容式傳感器
　　它利用電容器振蕩電路的振蕩頻率f與極板間距d 的正比例關(guān)系工作（圖6 ）。極板有兩塊，塊固定不動(dòng)，另塊可移動(dòng)。在承重臺(tái)加載被測物時(shí)，板簧撓曲，兩極板之間的距離發(fā)生變化，電路的振蕩頻率也隨之變化。測出頻率的變化即可求出承重臺(tái)上被測物的。電容式傳感器耗電量少，造價(jià)低，準(zhǔn)確度為1/200～1/500。
磁極變形式傳感器
　　如圖7所示，鐵磁元件在被測物重力作用下發(fā)生機(jī)械變形時(shí)，內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力并引起導(dǎo)磁率變化，使繞在鐵磁元件（磁極）兩側(cè)的次線圈的感應(yīng)電壓也隨之變化。測量出電壓的變化量即可求出加到磁極上的力，進(jìn)而確定被測物的。磁極變形式傳感器的準(zhǔn)確度不高，般為1/100，適用于大噸位稱量工作，稱量范圍為幾十幾萬千克。
振動(dòng)式傳感器
　　彈性元件受力后，其固有振動(dòng)頻率與作用力的平方根成正比。測出固有頻率的變化，即可求出被測物作用在彈性元件上的力，進(jìn)而求出其。振動(dòng)式傳感器有振弦式和音叉式兩種。 　　振弦式傳感器的彈性元件是弦絲。當(dāng)承重臺(tái)上加有被測物時(shí)，V形弦絲的交點(diǎn)被拉向下，且左弦的拉力增大，右弦的拉力減小。兩根弦的固有頻率發(fā)生不同的變化。求出兩根弦的頻率之差，即可求出被測物的。振弦式傳感器的準(zhǔn)確度較高，可達(dá)1/1000～1/10000，稱量范圍為100克幾百千克，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工難度大，造價(jià)高。 　　音叉式傳感器的彈性元件是音叉。音叉端部固定有壓電元件，它以音叉的固有頻率振蕩，并可測出振蕩頻率。當(dāng)承重臺(tái)上加有被測物時(shí)，音叉拉伸方向受力而固有頻率增加，增加的程度與施加力的平方根成正比。測出固有頻率的變化，即可求出重物施加于音叉上的力，進(jìn)而求出重物。音叉式傳感器耗電量小，計(jì)量準(zhǔn)確度高達(dá)1/10000～1/200000，稱量范圍為500g～10kg。
陀螺儀式傳感器/39529839/39529830：單榮兵

　　如圖10所示，轉(zhuǎn)子裝在內(nèi)框架中，以角速度ω繞X軸穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)。內(nèi)框架經(jīng)軸承與外框架聯(lián)接，并可繞水平軸 Y 傾斜轉(zhuǎn)動(dòng)。外框架經(jīng)萬向聯(lián)軸節(jié)與機(jī)座聯(lián)接，并可繞垂直軸Z 旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子軸 （X軸）在未受外力作用時(shí)保持水平狀態(tài)。轉(zhuǎn)子軸的端在受到外力（P/2）作用時(shí)，產(chǎn)生傾斜而繞垂直軸Z 轉(zhuǎn)動(dòng)（進(jìn)動(dòng)）。進(jìn)動(dòng)角速度ω與外力P/2成正比，通過檢測頻率的方法測出ω，即可求出外力大小，進(jìn)而求出產(chǎn)生此外力的被測物的。 　　陀螺儀式傳感器響應(yīng)時(shí)間快（5秒），無滯后現(xiàn)象，溫度特性好（3ppm）， 振動(dòng)影響小， 頻率測量準(zhǔn)確精度高，故可得到高的分辨率（1/100000）和高的計(jì)量準(zhǔn)確度（1/30000～1/60000）。
電阻應(yīng)變式傳感器
　　利用電阻應(yīng)變片變形時(shí)其電阻也隨之改變的原理工作（圖11）。主要由彈性元件、電阻應(yīng)變片、測量電路和傳輸電纜4部分組成。電阻應(yīng)變片貼在彈性元件上，彈性元件受力變形時(shí)，其上的應(yīng)變片隨之變形，并導(dǎo)致電阻改變。測量電路測出應(yīng)變片電阻的變化并變換為與外力大小成比例的電信號(hào)輸出。電信號(hào)經(jīng)處理后以數(shù)字形式顯示出被測物的。 　　電阻應(yīng)變式傳感器的稱量范圍為300g數(shù)千kg，計(jì)量準(zhǔn)確度達(dá)1/1000～1/10000，結(jié)構(gòu)較簡單，可靠性較好。大部分電子衡器均使用此傳感器。 　　電阻應(yīng)變式稱重傳感器原理 　　 　　電阻應(yīng)變式稱重傳感器是基于這樣個(gè)原理：彈性體（彈性元件，敏感梁）在外力作用下產(chǎn)生彈性變形，使粘貼在他表面的電阻應(yīng)變片（轉(zhuǎn)換元件）也隨同產(chǎn)生變形，電阻應(yīng)變片[2]變形后，它的阻值將發(fā)生變化（增大或減小），再經(jīng)相應(yīng)的測量電路把這電阻變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)（電壓或電流），從而完成了將外力變換為電信號(hào)的過程。 　　由此可見，電阻應(yīng)變片、彈性體和檢測電路是電阻應(yīng)變式稱重傳感器中*的幾個(gè)主要部分。下面就這三方面簡要論述。　 　　、電阻應(yīng)變片 　　電阻應(yīng)變片是把根電阻絲機(jī)械的分布在塊有機(jī)材料制成的基底上，即成為片應(yīng)變片。他的個(gè)重要參數(shù)是靈敏系數(shù)K。我們來介紹下它的意義。 　　設(shè)有個(gè)金屬電阻絲，其長度為L，橫截面是半徑為r的圓形，其面積記作S，其電阻率記作ρ，這種材料的泊松系數(shù)是μ。當(dāng)這根電阻絲未受外力作用時(shí)，它的電阻值為R： 　　R = ρL/S（Ω） （2—1）　 　　當(dāng)他的兩端受F力作用時(shí)，將會(huì)伸長，也就是說產(chǎn)生變形。設(shè)其伸長ΔL，其橫截面積則縮小，即它的截面圓半徑減少Δr。此外，還可用實(shí)驗(yàn)證明，此金屬電阻絲在變形后，電阻率也會(huì)有所改變，記作Δρ。 　　對(duì)式（2--1）求全微分，即求出電阻絲伸長后，他的電阻值改變了多少。我們有： 　　ΔR = ΔρL/S + ΔLρ/S –ΔSρL/S2 （2—2） 　　用式（2--1）去除式（2--2）得到 /39529839/39529830：單榮兵
　　ΔR/R = Δρ/ρ + ΔL/L – ΔS/S （2—3） 　　另外，我們知道導(dǎo)線的橫截面積S = πr2，則 Δs = 2πr*Δr，所以 　　ΔS/S = 2Δr/r （2—4） 　　從材料力學(xué)我們知道 　　Δr/r = -μΔL/L （2—5） 　　其中，負(fù)號(hào)表示伸長時(shí)，半徑方向是縮小的。μ是表示材料橫向效應(yīng)泊松系數(shù)。把式（2—4）（2—5）代入（2--3），有 　　ΔR/R = Δρ/ρ + ΔL/L + 2μΔL/L 　　=（1 + 2μ（Δρ/ρ）/（ΔL/L））*ΔL/L 　　= K *ΔL/L （2--6） 　　其中 　　K = 1 + 2μ +（Δρ/ρ）/（ΔL/L） （2--7） 　　式（2--6））說明了電阻應(yīng)變片的電阻變化率（電阻相對(duì)變化）和電阻絲伸長率（長度相對(duì)變化）之間的關(guān)系。　 　　需要說明的是：靈敏度系數(shù)K值的大小是由制作金屬電阻絲材料的性質(zhì)決定的個(gè)常數(shù)，它和應(yīng)變片的形狀、尺寸大小無關(guān)，不同的材料的K值般在1.7—3.6之間；其次K值是個(gè)無因次量，即它沒有量綱。 　　在材料力學(xué)中ΔL/L稱作為應(yīng)變，記作ε，用它來表示彈性往往顯得太大，很不方便 　　常常把它的百萬分之作為單位，記作με。這樣，式（2--6）常寫作： 　　ΔR/R = Kε （2—8）　 　　二、彈性體 　　彈性體是個(gè)有特殊形狀的結(jié)構(gòu)件。它的功能有兩個(gè)，是它承受稱重傳感器所受的外力，對(duì)外力產(chǎn)生反作用力，達(dá)到相對(duì)靜平衡；其次，它要產(chǎn)生個(gè)高的應(yīng)變場（區(qū)），使粘貼在此區(qū)的電阻應(yīng)變片比較理想的完成應(yīng)變棗電信號(hào)的轉(zhuǎn)換任務(wù)。 　　以托利多公司的SB系列稱重傳感器的彈性體為例，來介紹下其中的應(yīng)力分布。 　　設(shè)有帶有肓孔的長方體懸臂梁。　 　　肓孔底部是承受純剪應(yīng)力，但其上、下部分將會(huì)出現(xiàn)拉伸和壓縮應(yīng)力。主應(yīng)力方向?yàn)槔瘢瑸閴嚎s，若把應(yīng)變片貼在這里，則應(yīng)變片上半部將受拉伸而阻值增加，而應(yīng)變片的下半部將受壓縮，阻值減少。下面列出肓孔底部點(diǎn)的應(yīng)變表達(dá)式，而不再推導(dǎo)。 　　ε = （3Q（1+μ）/2Eb）*（B（H2-h2）+bh2）/ （B（H3-h3）+bh3） （2--9） 　　其中：Q--截面上的剪力；E--揚(yáng)氏模量：μ—泊松系數(shù)；B、b、H、h—為梁的幾何尺寸。/39529839/39529830：單榮兵