HBM柱式称重传感器的误差来源
北京诺信天正科技有限公司 王杰 电话:
HBM柱式称重传感器的误差来源
一个泊松电桥(两个应变计测量主应变,另两个应变计测量由于泊松比影响而产
生的应变)是固有的非线性电桥。对于一个灵敏度为 2.0mv/v的称重传感器,这种固有的非线性大约为 0.10%。电桥的非线性可以被另一个非线性部分所抵消一些。引起另一个非线性的原因是由于泊松比使得柱式弹性体横截面面积增加或减少。例如,当称重传感器承受压向载荷时,横截面面积增加,使压缩应力减小;当承受拉向载荷时,就是相反的情况。对于一个灵敏度为 2.0mv/v的称重传感器,由于截面积变化引起的非线性误差大约为 0.05%,所以的非性误差为 0.10%~0.05%或者 0.05%。这是非常小的通常可以忽略不计,但是在称重传感器检测数椐中,这是应该被检测的误差。精密的商用称重传感器应利用附加的半导体应变计,此半导体应变计被粘贴在弹性体上,并串联在电桥电路的供桥端来补偿非线性。
HBM柱式称重传感器注意图
2圆柱式弹性体上应变计的安排,全部应变计被粘贴在同一个平面上,例如纵向应变计 1和 3为 0°和 180°,横向应变计 2和 4为 90°和 270°,且所有应变计的中心线处于一个横截面的水平线上。圆柱上的应变计如图 2安排,有两个原因:
(A)HBM柱式称重传感器:弯曲应力是误差的来源,必须使之小化。理论上,当应变计如图 1和 2粘贴连线时(如测量拉伸与压缩应力),弯曲应力被消除。因为并不存在准确的贴片,建议采取其它方法使得弯曲应力产生的误差尽可能接近于零。在圆柱上弯曲力矩的方向通常是可以确定的,应变计应粘贴在圆柱弯曲力矩小处,且在中轴线上(见图 2),那里的弯曲应力理论上为零。
(B)HBM柱式称重传感器:如果圆柱大且应变计在同一个平面间隔 90°粘贴,圆柱周围的任何温度变化都会导致信号漂移。所以电桥相邻两臂的应变计应尽量靠近粘贴,从而减少温度误差,这也是利用 90°应变花的原因。HBM柱式称重传感器