HBM轴销剪切式称重传感器

HBM轴销剪切式称重传感器:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

北京诺信天正科技有限公司 王杰  电话：

HBM轴销剪切式称重传感器

图 9是在一个吊环内装有轴销剪切式称重传感器的简图，这个组合表明切应力称重传感器应用的多样性和广泛性。本文展示的这台轴销剪切式称重传感器取自生产厂家的产品目录，见参考文献[4]。 

1．承载卷筒，2.挂钩或吊链，3. U形吊环， 4.剪切轴销，5.凹陷部分连线插头

图 9HBM轴销剪切式称重传感器应变计粘贴在轴销上的直径 d为 1/8英寸到 1/2英寸的圆孔内，并处于有凹槽的位置上。应变计的粘贴位置必须准确，这项工作应该由一名熟练的机师利用特殊的工具完成。

参考文献[5]详尽的讨论了HBM轴销剪切式称重传感器

，如果对制造类似的称重传感器有兴趣，建议读者重新读一下那篇文章。计算轴销上切应力的公式选自参考文献[1]，在参考文献[5]中也给出了计算公式。此作者的研究展示了初始原型的真实应力，它与计算公式有着非常大的差异。例如需要为所计算的弹性体提供 1.0mv/v的输出时，那么直径小的轴销切应力大约是 11500磅/英寸 2，而要求弹性体提供相同的输出时，直径大的轴销切应力却是 7500磅/英寸 2。称重传感器的输出受很多因素影响，比如说穿过中心孔的直径 d，凹槽的直径 D，轴销与支撑之间的间隙，支撑的硬度，应变计的尺寸等。可以被利用计算轴销剪切式称重传感器输出的好公式是（ 15）式，其中形状系数 a在 1.5到 2.0之间变化。表 1列举了经试验得出的 a的一些数值，凹槽直径 D从 1.0到 3.0之间变化，轴销是钢制的，称重传感器的输出灵敏度为 2.0mv/v，而中间孔的直径 d为 0.50英寸。

HBM轴销剪切式称重传感器的误差来源及设计建议

参考文献[5]指出“当几何形状没有问题时，传统的称重传感器要优于轴销剪切式称重传感器”。HBM轴销剪切式称重传感器在具体应用中，有很多误差来源，归纳起来主要有：

（A）为了具有好的重复性和小的滞后误差，HBM轴销剪切式称重传感器的输出灵敏度应设计为 1.00mv/v，所以当轴销受载时，不会因椭圆变形在轴销中引起较大的弯曲应力，这就增加了安全载荷和疲劳寿命。

（B）轴销的凹槽必须是应变计敏感栅宽度的 2倍。但是，如果凹槽过宽，当轴销受载时就会产生较大的弯曲应力而引起误差，同时也降低了安全载荷。参考文献[5]提供了有关凹槽宽度的设计建议。

（C）轴销与支撑之间的间隙应尽量小一些，以减少弯曲变形。当轴销的直径为 1.0英寸时，大间隙为 0.004英寸；当直径为 4.0英寸时，大间隙为 0.007英寸。如图 9中吊环式称重传感器的情况，要求吊环为轴销提供紧密的配合。

（D）支撑应具有足够的刚度来抵抗弯曲变形，越刚硬越好。测试与校准轴销时，应该与实际安装使用时是同一个支撑。

（E）在使用寿命内，如果轴销需要承受冲击载荷或许多循环载荷时，凹槽就需要有足够大的半径。另外，如果轴销要在很冷的天气（ 0°以下）工作并承受冲击载荷时，就不要选用较脆的钢种如 17-4PH来制造轴销。

（F）与轮辐式称重传感器相似，大型HBM轴销剪切式称重传感器（200000磅或更高）会出现滞后误差。一个二百万磅的轴销剪切式称重传感器的滞后误差大约是 1.0%到 3.0%，为了减小（并不是消除）这一误差，所有大型切应力称重传感器都应该将输出灵敏度限制在 1.00mv/v之内。

（G）如果公式（ 15）被应用于实心HBM轴销剪切式称重传感器时，形状系数 a是一个常数 4/3或是 1.33，这个公式假设大切应力均匀分布在轴销的中性轴上。

（H）由四只称重传感器组装的承载器，每个称重传感器必须具有相同的输出灵敏度。如一只称重传感器的输出灵敏度是 3.0mv/v其它几只的输出灵敏度也应该是 3.0mv/v。如果不具备这一特点，任何一个偏于承载器的载荷都会得到不同的测量结果。一个轴销就是一台电衡器，由两个称重传感器并联组成（每个槽内有一只称重传感器），如果输出灵敏度不同，测量结果就会随着偏心载荷的不同而变化。图 8中的中心通孔就是用来把外载荷集中于称重传感器中心而设计的。HBM轴销剪切式称重传感器