剪切梁稱重傳感器的測量元件是一種由不銹鋼制成的剪切拉伸彈簧，上面外加有幾個應變片。應變片被布置在與彈簧體側的縱軸成45º角處，因此會受到剪切力的作用。在作用在測量方向上的負荷的影響下，彈性體和隨之變化的摩擦鎖定應變片會發(fā)生彈性變形。這樣便產生一個與負荷呈比例的測量信號電壓。
剪切梁稱重傳感器的特征：
①輸出信號不受測力點方位改動的影響。當一般彈性應變梁接受載荷時,發(fā)作彎曲,正應力正比于梁的彎矩,而彎矩又正比于力作用點的距離,因此力作用點方位的改動會引起測量過失。而剪切梁式稱重傳感器由所以測量其切應變,而切應變與切力成正比,切力在梁上為一常數(shù)與彎矩無關,所以力作用點方位的改動不影響傳感器的輸出;
②線性好、精度高。由于應變計是貼在工字梁腹板上,并與基地軸線成45°的方位上,它只測量與切應力對應的主應力,不受彎曲應力的影響,所以線性好、精度高;
③傳感器受拉伸、緊縮時,切應力的高低與分布根柢相同,即傳感器的拉伸、緊縮輸出靈敏度根柢相同,所以分外適用于一同測量拉和壓的方針;
④高度低,體積小,重量輕,易于設備和修補;
⑤結構簡略,易于密封,長期安穩(wěn)性好,經久耐用;
⑥抗側向能力強。當作用力P沿正向作用時,沿X或Y方向的力均為側向力。Y方向的側向力使X—Y平面內發(fā)作彎曲。假定應變計在梁的一側,由于兩個互成90°的應變計貼在X方向的
式中:δ一般取25～30kg/mm2;τ取18～25kg/mm2。在實習計劃過程中,只需選定H、h、B、τ往后,就可計算出所需工字梁寬度b。工字梁的高度h和寬度判定后,便能夠判定彈性體的高度和寬度,驗算梁的剪切強度和梁的最大彎曲強度。對于工字梁,在額外載荷下,最大切應力應滿意因此,在計劃一個高精度稱重傳感器之前,首先應選擇好彈性體的材料,選用優(yōu)秀合金鋼經合理的機加工、熱處理等技能制成。彈性體材料的功用是抉擇傳感器功用好壞的要害,因此,對彈性體材料應有如下請求:強度高;具有高的彈性極限,以確保應變和載荷間成超卓的線性關系;經究竟處理后,剩下應力變小并具有均勻而安穩(wěn)的金相組織,各向同性;具有較小的熱膨脹系數(shù)、小而安穩(wěn)的彈性系數(shù)的溫度系數(shù);具有超卓的機加工和熱處理功用;具有高的抗氧化、抗腐蝕功用;具有超卓的抗疲勞功用;彈性滯后應盡量小。
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