拉壓力稱重傳感器技術定義與專業解析

一、核心定義

拉壓力稱重傳感器（Tension-Compression Load Cell）是一種能同時測量拉伸和壓縮載荷的力-電轉換裝置，其本質特征包括：

1. 雙向測量能力

• 拉伸量程：0.1%-150%額定載荷（過載保護200%）

• 壓縮量程：0.1%-120%額定載荷（典型線性度0.03%FS）

2. 復合結構設計

• 彈性體材料：合金鋼/鋁合金（屈服強度≥500MPa）

• 應變計布局：惠斯通電橋（350Ω±1%，溫度系數＜5ppm/℃）

• 防護等級：IP68（水下10米持續工作）

二、關鍵性能指標

三、典型結構類型

1. S型雙彎曲梁

• 量程范圍：50kg-50t

• 特點：自動對中，抗偏載能力強

• 應用：料斗秤、拉力試驗機

2. 輪輻式結構
   A[壓力面] --> B(十字剪切梁)
   B --> C[應變計組]
   C --> D[溫度補償電阻]
   D --> E[密封腔體]

3. 柱式結構

1. 量程范圍：1t-1000t

2. 特點：低高度，高剛度

3. 應用：地磅、大型試驗機

4. 四、信號處理系統

5. 高精度測量鏈

1. 激勵電壓：10VDC±0.5%（6線制補償）

2. ADC分辨率：24位Σ-Δ型（0.001%FS有效分辨率）

3. 采樣速率：1kHz（可編程抗混疊濾波）

6. 智能補償技術

1. 六維力解耦（消除非軸向力影響）

2. 動態溫度補償（PT1000+AI算法）

3. 非線性校正（32段分段線性化）

7. 五、行業應用規范

   ## 選型技術矩陣
   | 應用場景 | 推薦類型 | 防護要求 | 特殊認證 |
   |----------|----------|----------|----------|
   | 動態稱重 | S型 | IP67+抗沖擊 | OIML C3 |
   | 工業自動化 | 輪輻式 | 防爆Ex d | ATEX |
   | 工程監測 | 柱式 | 長期穩定性0.1%/年 | GB/T 13606 |
   | 航空航天 | 微型 | -55~125℃ | MIL-PRF-8805 |

8. 六、安裝與校準

9. 機械安裝要點

1. 載荷軸線對中（偏差＜0.5°）

2. 預緊力控制（1%-5%額定載荷）

3. 消除寄生力（使用萬向節連接）

10. 計量校準規范

1. 力標準機精度：≤0.01%（ISO 376 Class 00）

2. 校準點：不少于6點（含零點和滿量程）

3. 循環次數：3次加載-卸載（消除遲滯）

11. 七、智能診斷技術

12. 健康監測系統

1. 應變計老化檢測（阻抗變化監測）

2. 彈性體疲勞分析（S-N曲線跟蹤）

3. 密封完整性測試（濕度傳感器）

13. 預測性維護

1. 剩余壽命計算（Miner累積損傷理論）

2. 性能退化預警（趨勢分析算法）

3. 自適應校準（云端大數據支持）

14. 該定義符合JJG 391-2009稱重傳感器檢定規程和ISO 7500-1材料試驗機標準，在智能制造領域可實現0.02%FS的長期穩定性。最新技術采用光纖光柵傳感（FBG）替代傳統應變計，抗電磁干擾能力提升100倍，適用于核電站等極端環境。