在轧制力测量中使用的是平行板变极距式电容传感器(如图3-7)。测量轧制力使用的电容式传感器是在矩形的特殊钢块弹性元件上,加工有若干个贯通的圆孔,每个圆孔内固定两个端面平行的丁字形电极,每个电极上贴有钢箔,构成平板电容器,几个电容器并联成测量回路。在轧制力作用下,弹性元件产生变形,因而极板间距发生变化,从而使电容发生变化,经变化得到轧制力。
优点:灵敏度高、结构简单、消耗量小、误差小,国外已同于测力轧制力。
缺点:泄露电容大,寄生电容和外电场的影响显著。测量电路复杂。 图3-7 平行板变极距电容传感器
B 电阻应变式测力传感器
电阻应变式测力传感器是轧制生产和科学实验中广泛使用的传感器,主要由弹性元件、应变片、测量电路以及外壳等组成。按变形方式,电阻应变式传感器可分为:压缩式、剪贴式和弯曲式。其实使用最多的是压缩式传感器,其弹性元件有柱形和环形。
目前测量轧制力大多数采用电阻应变式传感器。如图3-8,贴片部位应选在弹性元件高度的中间位置。因为这个部位变形均匀,且排除上、下面接触条件的影响,所以变形和外力成线性关系。由于对传感器的要求不同,电桥的组桥也不同。但其共同要求是能消除偏心载荷和温度的影响,并尽可能的提高电桥的灵敏度。
图3-8 电阻应变式传感器贴片以及接线图
C 压磁式测力传感器
压磁式测力传感器的核心是压磁元件,它实际上是一个力-电转换元件。压磁元件常用的材料有硅钢片、坡莫合金和一些铁氧体。最常用的材料是硅钢片。为降低涡流耗损,压磁元件的铁心大多采用薄片的铁磁材料叠合而成。图3-9为一种典型的压磁式测力传感器的结构。它主要由压磁元件、弹性支架和传力原价组成。压磁式测力传感器的输出信号较大,一般不需要放大。所以测量电路主要由激磁电源、滤波电路、相敏、整流和显示器等组成。 图3-9 压磁式测力传感器
综上所述,电阻应变式传感器国内技术相对成熟,本次测量系统要求测试轧机属于中小型轧机,外加考虑经济因素,选择电阻式应变力传感器。并将其放在上轧辊轴承座与工作机架之间中心线上,如图3-10。
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