懸臂梁稱重傳感器技術(shù)定義與工程規(guī)范

一、核心定義

懸臂梁稱重傳感器（Cantilever Beam Load Cell）是基于彈性彎曲原理的單點(diǎn)式測(cè)力裝置，其技術(shù)本質(zhì)為：

1. 結(jié)構(gòu)特性

• 單端固定梁結(jié)構(gòu)（自由端位移量0.1-5mm）

• 等強(qiáng)度梁設(shè)計(jì)（最大應(yīng)變2000-3000με）

• 多應(yīng)變計(jì)布局（4-8片全橋配置）

2. 力學(xué)性能

• 量程范圍：10g-500kg（非線性＜0.03%FS）

• 抗偏載能力：側(cè)向力影響＜0.05%FS

• 固有頻率：100Hz-1kHz（取決于量程）

二、關(guān)鍵性能參數(shù)

三、典型結(jié)構(gòu)類型

1. 標(biāo)準(zhǔn)懸臂式

1. 復(fù)合型變體

• 雙梁對(duì)稱結(jié)構(gòu)（抗扭剛度提升50%）

• 微型MEMS版（硅基蝕刻，量程＜10N）

• 防水型（IP68封裝，水下50m工作）

四、信號(hào)處理系統(tǒng)

1. 測(cè)量鏈構(gòu)成

• 激勵(lì)電壓：10V±0.1%（6線制補(bǔ)償）

• 信號(hào)調(diào)理：0.1-100Hz可編程濾波

• AD轉(zhuǎn)換：24位Σ-Δ（ENOB≥21位）

2. 智能補(bǔ)償

• 動(dòng)態(tài)溫度補(bǔ)償（3D熱場(chǎng)建模）

• 非線性校正（32段分段線性化）

• 自動(dòng)零點(diǎn)跟蹤（＜±0.002%FS/24h）

五、安裝技術(shù)規(guī)范

1. 機(jī)械安裝

• 固定端剛度＞100×傳感器剛度

• 加載點(diǎn)位置誤差＜±0.5mm

• 預(yù)載力控制（1-3%FS）

2. 環(huán)境適應(yīng)性

• 防護(hù)等級(jí)：IP67（防塵防水）

• 抗振動(dòng)：5-2000Hz，20g峰值

• EMC防護(hù)：30V/m射頻場(chǎng)抗擾

七、智能診斷系統(tǒng)

1. 健康監(jiān)測(cè)

• 應(yīng)變計(jì)完整性（阻抗變化監(jiān)測(cè)）

• 彈性體疲勞（S-N曲線跟蹤）

• 環(huán)境腐蝕（濕度傳感器）

2. 預(yù)測(cè)維護(hù)

• 剩余壽命計(jì)算（Miner準(zhǔn)則）

• 性能退化預(yù)警（趨勢(shì)分析）

• 遠(yuǎn)程校準(zhǔn)（IoT平臺(tái)）

該定義符合JJG 391-2009稱重傳感器檢定規(guī)程，最新光纖光柵（FBG）技術(shù)版本可實(shí)現(xiàn)0.01%FS的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。在動(dòng)態(tài)稱重領(lǐng)域，配合5G傳輸時(shí)延＜1ms，成為智能制造的核心測(cè)量元件。典型應(yīng)用包括：

• 自動(dòng)化配料系統(tǒng)（±0.05%批次精度）

• 機(jī)器人末端力控（1kHz采樣率）

• 藥品分裝秤（GMP認(rèn)證設(shè)計(jì)）