稱重傳感器中其他八大種類的應(yīng)用（二）
五、磁極變形式稱重傳感器
磁極變形式稱重傳感器鐵磁元件在被測物重力作用下發(fā)生機械變形時，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)的次級線圈的感應(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，進而確定被測物的質(zhì)量。磁極變形式傳感器的準確度不高，一般為1/100，適用于大噸位稱量工作。幾乎在整個稱重傳感器市場沒有實際的應(yīng)用。
六、振動式稱重傳感器
彈性元件受力后，其固有振動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，進而求出其質(zhì)量。振動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)承重臺上加有被測物時，V型弦絲的交點被拉向下，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，即可求出被測物的質(zhì)量。振弦式傳感器的準確度較高，可達1/1000～1/10000，稱量范圍為100克至幾百千克，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工難度大，造價高。
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)承重臺上加有被測物時，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，進而求出重物質(zhì)量。音叉式傳感器耗電量小，計量準確度高達1/10000～1/200000，稱量范圍為500g～10kg.
七、陀螺儀式稱重傳感器
從力學(xué)的觀點近似的分析陀螺的運動時，可以把它看成是一個鋼體，剛體上有一個方向支點，而陀螺可以繞著這個支點作三個自由度的轉(zhuǎn)動，所以，陀螺的運動是屬于剛體繞一個定點的轉(zhuǎn)動運動。更確切說，一個繞對稱軸高速旋轉(zhuǎn)的飛輪轉(zhuǎn)子叫陀螺。將陀螺安裝在框架裝置上，使陀螺的自傳軸有角轉(zhuǎn)動的自由度，這種裝置的總體叫做陀螺儀。
陀螺儀的基本部件有：
1.陀螺轉(zhuǎn)子（常采用同步電機、磁滯電機、三相交流電機等拖動方法來使陀螺轉(zhuǎn)子繞自轉(zhuǎn)軸高速旋轉(zhuǎn)，并見其轉(zhuǎn)速近似為常值）。
2.內(nèi)外框架（或稱內(nèi)、外環(huán)，它是使陀螺自轉(zhuǎn)軸獲得所需角轉(zhuǎn)動自由度的結(jié)構(gòu)。
3.附件（是指力矩馬達、信號傳感器等）。
轉(zhuǎn)子裝在內(nèi)框架中，以角速度繞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，外框架經(jīng)萬向聯(lián)軸節(jié)與機座聯(lián)接，并可繞垂直軸Z旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子軸（X軸）在未受外力作用時保持水平狀態(tài)，轉(zhuǎn)子軸的一端在受到外力作用時，產(chǎn)生傾斜而繞垂直軸Z轉(zhuǎn)動。進動角速度與外力P/2成正比，通過檢測頻率的方法測出W，即可求出外力大小，進而求出產(chǎn)生此外力的被測物的質(zhì)量。
陀螺儀式傳感器響應(yīng)時間快（5秒），無滯后現(xiàn)象，溫度特性好，振動影響小，頻率測量準確精度高，故可得到高的分辨率（1/100000）和高的計量準確度（1/30000～1/60000）。
八、光纖光柵式稱重傳感器
光纖光柵式稱重傳感器屬于光纖傳感器的一種，基于光纖光柵的傳感過程是通過外界物理參量對光纖布拉格波長的調(diào)制來獲取傳感信息，是一種波長調(diào)制型光纖傳感器。
光纖光柵傳感器可以實現(xiàn)對溫度、應(yīng)變等物理量的直接測量。由于光纖光柵波長對溫度與應(yīng)變同時敏感，即溫度與應(yīng)變同時引起光纖光柵耦合波長移動，使得通過測量光纖光柵耦合波長移動無法對溫度與應(yīng)變加以區(qū)分。因此，解決交叉敏感問題，實現(xiàn)溫度和應(yīng)力的區(qū)分測量是傳感器實用化的前提。通過一定的技術(shù)來測定應(yīng)力和溫度變化來實現(xiàn)對溫度和應(yīng)力區(qū)分測量。這些技術(shù)的基本原理都是利用兩根或者兩段具有不同溫度和應(yīng)變響應(yīng)靈敏度的光纖光柵構(gòu)成雙光柵溫度與應(yīng)變傳感器，通過確定兩個光纖光柵的溫度與應(yīng)變響應(yīng)靈敏度系數(shù)，利用2個二元一次方程解出溫度與應(yīng)變。
實驗中所使用的光纖光柵均為BRAGG光纖光柵，其折射率調(diào)制周期是均勻的，故滿足BRAGG條件，即由以上可知，在排除或者忽略溫度變化影響的時候，光纖光柵BRAGG波長的變化僅與應(yīng)力的變化相關(guān)，且是成正比的，根據(jù)這一原理即可利用光纖光柵來測量力的變化。
光纖光柵式稱重傳感器具有以下優(yōu)點：
1.抗電磁干擾：一般電磁輻射的頻率比光波低許多，所以在光纖中傳輸?shù)墓庑盘柌皇茈姶鸥蓴_的影響。
2.電絕緣性能好，安全可靠：光纖本身是由電介質(zhì)構(gòu)成的，而且無需電源驅(qū)動，因此，適宜于在易燃易爆的油、氣、化工生產(chǎn)中使用。
3.耐腐蝕，化學(xué)性能穩(wěn)定：由于制作光纖的材料—石英具有極高的化學(xué)穩(wěn)定性，因此，光纖傳感器適宜于在惡劣環(huán)境中使用。
4.體積小、重量輕、幾何形狀可塑。
5.傳輸損耗小：可實現(xiàn)遠距離遙控監(jiān)測。
6.傳輸容量大：可實現(xiàn)多點分布式測量。
7.測量范圍廣：可測量溫度、壓強、應(yīng)變、應(yīng)力、流量、流速、電流、電壓、液位等。
就目前而言，光纖光柵式稱重傳感器大多還處于研究和實驗階段，國內(nèi)外在這方面都有報道，德國HBM公司已經(jīng)擁有基于光纖光柵的光學(xué)應(yīng)變計，且成功應(yīng)用在DB MINDEN公司使用HBM光學(xué)應(yīng)變片進行最新的鐵路車輛測試。
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