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1940年美國(guó)BLH公司和Revere公司總工程師A.Thurston(瑟斯頓)使用SR一4型電阻應(yīng)變計(jì)研發(fā)出圓柱構(gòu)造的應(yīng)變式負(fù)荷傳感器,用于工程測(cè)力和稱重計(jì)量,變成應(yīng)變式負(fù)荷傳感器的創(chuàng)始人。1942年在美國(guó)應(yīng)變式負(fù)荷傳感器已經(jīng)大量生產(chǎn),至今已有60多年的歷史。
前30多年,是使用正應(yīng)力(拉伸、壓縮、彎曲應(yīng)力)的柱、筒、環(huán)、梁式構(gòu)造負(fù)荷傳感器的統(tǒng)**下。在此時(shí)期內(nèi),英國(guó)專家杰克遜研發(fā)出金屬箔式電阻應(yīng)變計(jì),為負(fù)荷傳感器供給了較理想的轉(zhuǎn)換元件,并發(fā)明了用熱固膠張貼電阻應(yīng)變計(jì)的新技能。美國(guó)BLH公司和Revere公司通過(guò)多年實(shí)踐發(fā)明了負(fù)荷傳感器電路抵償與調(diào)整技能,進(jìn)步了負(fù)荷傳感器的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性,使準(zhǔn)確度由40年代的百分之幾量級(jí)進(jìn)步到70年代初的0.05量級(jí)。但在使用過(guò)程中呈現(xiàn)的疑問(wèn)也很杰出,主要是:加力點(diǎn)改變會(huì)引起比較大的靈敏度改變;一起進(jìn)行拉、壓循環(huán)加載時(shí)靈敏度差錯(cuò)大;抗偏疼和側(cè)向載荷能力差;不能進(jìn)行小載荷丈量。上述缺陷嚴(yán)重制約了負(fù)荷傳感器的開(kāi)展。
后30多年,閱歷了70年代的切應(yīng)力負(fù)荷傳感器和鋁合金小量程負(fù)荷傳感器兩大技能打破;80年代稱重傳感器與測(cè)力傳感器完全別離,制定R60世界主張和研發(fā)出數(shù)字式智能稱重傳感器兩項(xiàng)重大革新;90年代在構(gòu)造規(guī)劃和制作技能中不斷歸入高新技能迎候新應(yīng)戰(zhàn),加快了稱重傳感器技能的開(kāi)展。
1973年美國(guó)專家霍格斯特姆為戰(zhàn)勝正應(yīng)力負(fù)荷傳感器的固有缺陷,提出不使用正應(yīng)力,而使用與彎矩?zé)o關(guān)的切應(yīng)力規(guī)劃負(fù)荷傳感器的理論,并規(guī)劃出圓截工字形截面懸臂剪切梁型負(fù)荷傳感器。打破了正應(yīng)力負(fù)荷傳感器的統(tǒng)**下,構(gòu)成了新的開(kāi)展潮流。這是負(fù)荷傳感器構(gòu)造規(guī)劃的重大打破。
1974年前后美國(guó)專家斯坦因和德國(guó)專家埃多姆分別提出樹(shù)立彈性體較為雜亂的力學(xué)模型,使用有限單元核算辦法,剖析彈性體的強(qiáng)度、剛度,應(yīng)力場(chǎng)和位移場(chǎng),求得*佳化規(guī)劃。為使用現(xiàn)代剖析手法和核算辦法規(guī)劃與核算負(fù)荷傳感器開(kāi)辟了新途徑。
70年代初中期,美、日等國(guó)的衡器制作公司開(kāi)端研發(fā)商業(yè)用電子計(jì)價(jià)秤,急需小量程負(fù)荷傳感器。傳統(tǒng)的正應(yīng)力和新研發(fā)的切應(yīng)力負(fù)荷傳感器都不能完成幾公斤至幾十公斤量程范圍內(nèi)的丈量。美國(guó)專家查特斯提出用低彈性模量的鋁合金做彈性體,選用多梁構(gòu)造處理靈敏度和剛度這對(duì)對(duì)立。規(guī)劃出小量程鋁合金平行梁型負(fù)荷傳感器,一起指出平行梁負(fù)荷傳感器是根據(jù)不變彎矩原理,使使用平行梁外表彎曲應(yīng)力的正應(yīng)力構(gòu)造,具有切應(yīng)力負(fù)荷傳感器的特色,為平行梁構(gòu)造負(fù)荷傳感器的規(guī)劃與核算奠定了理論基礎(chǔ),構(gòu)成了又一個(gè)開(kāi)展潮流。
蠕變是電阻應(yīng)變計(jì)和鋁合金負(fù)荷傳感器經(jīng)常遇到和必需處理的關(guān)鍵疑問(wèn)。1978年前蘇聯(lián)專家科洛考娃通過(guò)對(duì)一維力學(xué)模型和應(yīng)變傳遞系數(shù)的剖析,提出操控電阻應(yīng)變計(jì)敏感柵的柵頭寬度與柵絲寬度的份額,能夠制作出不一樣蠕變值電阻應(yīng)變計(jì)的理論,并成功的研發(fā)出系列蠕變抵償電阻應(yīng)變計(jì)。對(duì)低容量鋁合金負(fù)荷傳感器減小蠕變差錯(cuò),進(jìn)步準(zhǔn)確度起到至關(guān)重要的效果,使電子計(jì)價(jià)秤用鋁合金負(fù)荷傳感器多種類、大批量生產(chǎn)變成可能。
由于電子稱重技能的迅速開(kāi)展,負(fù)荷傳感器功能的鑒定辦法,已不能滿意選用階梯公役帶鑒定準(zhǔn)確度等級(jí)電子衡器的需要,急需與電子衡器準(zhǔn)確度鑒定辦法相適應(yīng)的計(jì)量規(guī)程。80年代初,世界法制計(jì)量安排(OIML)質(zhì)量丈量指導(dǎo)秘書(shū)處決定將用于電子稱重的傳感器與用于測(cè)力的傳感器完全別離,由美國(guó)擔(dān)任的第8陳述秘書(shū)處起草《稱重傳感器計(jì)量規(guī)程》。通過(guò)OIML成員國(guó)書(shū)面表決后,在1984年10月第7屆法制計(jì)量大會(huì)上正式同意,并于1985年以O(shè)IML,R60世界主張頒布,下發(fā)到各成員國(guó)?,F(xiàn)在各國(guó)正在履行的是R60的2000年版。能夠說(shuō)R60《稱重傳感器計(jì)量規(guī)程》是各國(guó)稱重傳感器進(jìn)入世界市場(chǎng)的“通行證”。
跟著數(shù)字技能和信息技能的開(kāi)展,各行業(yè)對(duì)數(shù)字化電子衡器的需要愈來(lái)愈多,提出用數(shù)字稱重體系打破模擬稱重體系局限性的請(qǐng)求,對(duì)此模擬式稱重傳感器就力不從心了。由于在此之前,稱重傳感器的研討都會(huì)集在硬件方面,例如:立異彈性體構(gòu)造,改善制作技能,完善電路抵償與調(diào)整等。模擬式稱重傳感器的輸出信號(hào)小,抗干擾能力差,傳輸間隔短,稱重顯現(xiàn)操控外表雜亂,組秤調(diào)試周期長(zhǎng)等缺陷固不自封。為滿意數(shù)字化電子衡器的需要,美國(guó)TOLEDO、STS和CARDINAL公司,德國(guó)HBM公司等先后研發(fā)出整體型和別離型數(shù)字式智能稱重傳感器,并以其輸出信號(hào)大,抗干擾能力強(qiáng),信號(hào)傳輸間隔遠(yuǎn),易完成智能操控等特色,變成數(shù)字化電子衡器和自動(dòng)稱重計(jì)量與操控體系的必選商品,構(gòu)成一個(gè)開(kāi)發(fā)熱門。
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