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斯巴拓称重传感器的工作原理及应用场合成功案例

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点击次数:1292 更新时间:2020年09月09日16:59:54 打印此页 关闭

称重传感器就是一种通常用于测量重量的仪器。他们可以测量的东西小到针,大到大钻机。您甚至可以在附近的杂货店中找到称重传感器,即使它们在仪器内部也可以称重。

称重传感器有不同的形状,类型和尺寸。让我们进一步讨论它们,以及它们的类型,工作原理,优势等等。

什么是称重传感器?

称重传感器是一种传感器,可以将机械力转换为可读的电子单位,类似于我们的常规秤。它们的主要目的是称量或检查传递的负载量。

称重传感器始终与弹性材料结合在一起,这种材料被称为应变仪。

要了解更多关于它们的知识,您必须了解应变仪,其类型,工作原理以及应用领域。

称重传感器有什么作用?

岩土工程领域使用的仪器类型取决于工作范围。称重传感器可用于初期阶段,即在研发期间,甚至在后期阶段,同时可监视结构。在施工前后,均使用岩土工程仪器来确保结构,大坝,隧道,桥梁等的安全。正确的岩土工程监测可确保这些结构的长期安全性。称重传感器已在岩土工程领域得到了应用,它们通常用于监测:
  1. 深厚的基础:像支柱,士兵桩这样的开挖支撑;系索或锚;挡土墙

  2. 隧道和竖井:钢衬板,现浇混凝土,分段预制混凝土,喷射混凝土

  3. 水坝:混凝土水坝,地下厂房

  4. 桩:桩载荷测试

支柱

在建设中的地铁站的支柱
图1:正在建设的地铁站的支柱之间的压力传感器

工字梁支撑杆通常安装在地下地铁站的框架中。应变仪固体测力传感器广泛用于测量传递到支柱的负载量。称重传感器安装在支柱之间。

系杆,锚杆,地锚

背锚式称重传感器设计用于测试和测量背箍,锚杆和地锚中的载荷。负载测试是通过使用在线液压千斤顶向回力锚施加负载来进行的。

称重传感器放置在挡土墙和液压千斤顶之间。液压千斤顶打开后,传递到回位的负载将由称重传感器进行测量。

挡土墙

有多种类型的挡土墙。板桩,锚固挡土墙,钻孔桩挡土墙,悬臂。称重传感器安装在这些墙壁中,以监控其背后的变化并同时研究各种约束系统的有效性。

称重传感器会事先测量并指示超负荷。

膜片或板桩墙

膜片或板桩墙
图2:在建地铁站的隔膜墙中的锚式称重传感器

为了测量隔板或薄板桩墙的稳定性,将称重传感器安装在回拉式锚固系统中。但是,称重传感器的位置与安装的支撑杆一致。

地下洞室的屋顶支撑/滑坡区的斜坡稳定性

由于地下洞室经常遭受屋顶塌陷或侧壁倒塌的威胁,因此需要对其进行密切监控。

斜坡失稳和滑坡一直是地质学家最关注的问题,因为它们是自然灾害的最常见形式。因此,预应力灌浆锚被用来为墙壁和屋顶提供主动支撑。

称重传感器测量转移的载荷量,并及时警告有关当局,以免发生重大事故。

水坝

大坝锚固称重传感器图3:在大坝空腔中的锚定称重传感器。

系回锚安装在混凝土大坝的上游,以推翻由非常高的洪水条件引起的弯矩。已安装称重传感器,以监控锚栓对大坝的稳定性并提供预警。

桩载荷测试

桩载荷测试
图4:桩测试中使用的压力传感器

在构造结构之前,先进行静载荷测试。深基坑和地基中堆满了桩,以研究其承重能力。

通过将液压千斤顶靠在反应堆和梁上或直接通过压缩来施加载荷。

称重传感器的工作原理是什么?

称重传感器必须与特定的传感器配对才能工作,其中之一就是应变计。

应变计是由不锈钢制成的薄弹性材料,并使用专有粘合剂固定在称重传感器内部。应变仪的电阻率与长度和宽度成正比。

在称重传感器上施加力时,它会弯曲或拉伸,从而使应变仪随之移动。并且,当应变仪的长度和横截面改变时,其电阻率也会改变,从而改变输出电压。

应变仪

什么是惠斯通电桥?

每当应变仪的电阻发生变化时,它就会显示为电气输出。但是,您是否想过,如何测量应变计的电阻变化?

称重传感器仅在应变仪的电阻发生变化时才起作用,我们使用惠斯通电桥来测量该变化。

称重传感器电路

称重传感器电路也称为惠斯通电桥电路。

称重传感器电路






让我们假设一个称重传感器具有四个内部应变仪,即上图所示的A,B,C和D。

由信号调节器或数字显示器提供的输入电压连接到电桥的两个相对角,即C和D,而通过将A和B电阻器连接到数字显示器的信号侧来测量输出电压。

当没有负载施加到称重传感器上(Load = 0)时,电路被认为是平衡的。负载一旦施加,应变仪电阻器的电阻就会发生变化,从而改变流经电路的电压。

因此,A和B两端的电压将发生变化,这将作为重量显示在读数单元或数字显示器上。

惠斯通电桥或称重传感器的输出是模拟数据,使用解释器将其转换为可读单位。

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