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HBM力传感器电气连接技巧

基于应变片的传感器

基于应变片的力传感器应用广泛,并且能在恶劣的环境下提供可靠精确 的测量结果。为保证测量精度和准确性,必须正确地进行电气连接。

基于应变片的传感器采用的是惠斯通电桥 - 包括四个电阻。必须要需要外部电源或 桥路激励电压 Ub 进行供电。激励电压 Ub 由放大器系统提供,典型值介于2.5 到 10 V 之间。

如果桥路激励电压 超出工作范围上限, 力传感器中的应变片和其他电阻将会过热,多个参数(灵敏度, 灵敏度的温度系数) 将会产生变化。如果没有超出范围,在实验过程或生产过程中,这些变化可以忽略不计。

什么是传感器输出电压的精确值

传感器的精确标称 额定灵敏度 可以从测试证书中获得。在多数情况下,额定力施加的情况下,灵敏度为 2 mV/V。激励电压通常为 5 V。如果力传感器的额定灵敏度为 2 mV/V, 为传感器施加额定力时,放大器的输出状态将 为10 mV。

四线制传感器

应变传感器连接至少需要四根引线。许多传感器都遵循这个原则,一般称为 四线电路。引线电阻在应用中不能被忽略。

对于5米的电缆来说,灵敏度损失为 0.36%,50米来说为 3.6% 。在校准过程中,这些 变化是允许的。铜电缆的电阻是随温度变化的。温度升高,电阻将变大,施加到桥路上的电压将会减少。这在传感器调零过程中需要考虑,尤其是带有不同电缆长度的传感器。

HBM 四线制带有导线的力传感器已经进行过标定,剪切传感器电缆将会导致灵敏度变化。我们建议您在维护校准过程中,不要将其剪短。

六线制传感器

许多传感器使用 六线制电路。他们有两根额外的引线 来控制桥路的激励电压。由温度干扰和电缆长度变化引起的电缆电阻改变,可以通过放大器 调整 来达到设置点。

这种传感器的优势是,您可以使用非常长的电缆 (长达500 m) ,而传感器的灵敏度不会受到影响。即便是温度变化产生的导线电阻变化,也不会影响测量结果。

四线制传感器电缆不能进行更改。如果必须 改电缆长度,必须使用六线制传感器。

屏蔽

采用 HBM 力传感器, 电缆屏蔽总是被连接到外壳上。 产生的 法拉第笼 阻隔了电磁场, 这样就可以 避免干扰, 如果传感器电缆需要延长,必须将电缆的屏蔽层连接到扩展部分的屏蔽,必须让屏蔽层和传感器插头接触。

如果传感器和放大器有不同的电势差, 补偿电流将会通过电缆屏蔽造成较大干扰。理想情况下,应该制作一个低电阻连接,(电位均衡线)。我们推荐使用截面积为 16 mm2 的电缆。如果以上不可行,插头的屏蔽必须被切除。在任何情况下,这都是一种 '次优' 的方案。

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