CN112798152A - 带有温度补偿单元的磁弹性传感器 - Google Patents
带有温度补偿单元的磁弹性传感器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112798152A CN112798152A CN202110007217.5A CN202110007217A CN112798152A CN 112798152 A CN112798152 A CN 112798152A CN 202110007217 A CN202110007217 A CN 202110007217A CN 112798152 A CN112798152 A CN 112798152A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- unit
- temperature
- signal
- measuring
- temperature compensation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 10
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/12—Measuring force or stress, in general by measuring variations in the magnetic properties of materials resulting from the application of stress
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/26—Auxiliary measures taken, or devices used, in connection with the measurement of force, e.g. for preventing influence of transverse components of force, for preventing overload
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
本发明涉及一种带有温度补偿单元的磁弹性传感器，由两个结构、大小相同的单元组成，一个单元直接受力，输出测量力值信号，称为测力单元，另一个单元不受力，输出测试过程中随温度变化的信号，称为温度补偿单元。由于受力单元和不受力单元的处于同一环境内、并且通过相同的励磁电流，即在整个测量过程中温度变化相同，因而两个单元输出信号温漂等比例变化，二次仪表根据温度信号的变化情况，实时的修正补偿测量力值。相较传统热敏电阻补偿法，在全温度段内进行补偿，能修正因温度变化引起误差。保证传感器输出信号的精确性，便于后续仪表处理信号，从而保证被测力值的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及一种传感器技术，特别涉及带有温度补偿单元的磁弹性传感器。
背景技术
磁弹性传感器是一种用于测量力的传感器，当其受到机械力作用时，传感器的导磁率会相应变化。磁弹性传感器的过载能力强，能在恶劣的工况条件下使用。磁弹性传感器广泛应用于冶金、造纸等行业，也可用于监测桥梁支撑柱受力情况，是板材轧制力、带料张力测量控制系统中的关键部件，其工作环境温度较高，且传感器输出信号对温度比较敏感，因此需要对传感器的输出信号通过温度补偿进行修正。
常用的温度补偿方法是使用NTC热敏电阻进行补偿，即利用NTC热敏电阻阻值随温度按照负指数曲线变化的特性，结合传感器输出与温度变化的曲线，近似的补偿两个温度点，无法在全温度段进行补偿。为保证传感器的测量精确性，需要在全温度段进行温度修正补偿。
发明内容
针对现在磁弹性传感器补偿的问题，提出了一种带有温度补偿单元的磁弹性传感器，根据温度补偿单元的信号对传感器的输出信号进行温度补偿，修正了因温度变化引起的测量误差，保证传感器的测量精确性。
本发明的技术方案为：一种带有温度补偿单元的磁弹性传感器，由两个结构、大小相同的单元组成，一个单元直接受力，输出测量力值信号，称为测力单元，另一个单元不受力，输出测试过程中随温度变化的信号，称为温度补偿单元；每个单元中间有四个孔,四个孔的中心位于矩形的四个顶点，对角两孔交叉穿孔绕导线，形成空间上正交的两组线圈，分别称为励磁线圈和测量线圈；两个单元的励磁线圈为串联连接形式，由励磁电源提供励磁电流。
所述测力单元和温度补偿单元的的两组测量线圈分别同时输出测量力值信号E1和温度信号E2，两组信号进入二次仪表，经过ADC模数转换后，进行信号处理，受力单元和不受力单元的处于同一环境内、并且通过相同的励磁电流，即在整个测量过程中温度变化相同，两个单元输出信号温漂等比例变化，二次仪表根据温度信号的变化情况，实时的修正补偿测量力值
通过采用上述技术方案，在传感器内，设置相同结构的测力和温度补偿两个单元，并且测力单元和温度补偿单元的两个励磁线圈串联，通以相同的电流，保证两个单元的环境和测试条件相同。因为传感器工作环境温度的变化会引起传感器输出信号漂移变化，增加的温度补偿单元作，因其不受力，输出的信号仅跟随环境温度的变化而漂移，从而获得环境温度的变化信号，可全程体现测力单元的温度变化，实现全温度段的补偿，提高测试精度。
本发明的有益效果在于：本发明一种带有温度补偿单元的磁弹性传感器，相较传统热敏电阻补偿法，在全温度段内进行补偿，能修正因温度变化引起误差。保证传感器输出信号的精确性，便于后续仪表处理信号，从而保证被测力值的准确性。
附图说明
图1为本发明带有温度补偿单元的磁弹性传感器结构示意图；
图2为本发明传感器本体与配套二次仪表的连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示带有温度补偿单元的磁弹性传感器，由两个结构、大小相同的单元组成。图1中的#1、#2分别为测力单元和温度补偿单元，#1为测量力值的单元，直接受力，输出测量力值信号E1；#2为不受力的温度补偿单元，输出的信号E2随温度变化。每个单元中间有四个孔,四个孔的中心位于矩形的四个顶点，对角两孔交叉穿孔绕导线，形成空间上正交的两组线圈，分别称为励磁线圈W12和测量线圈W34。测力单元和温度补偿单元一同安装固定在磁弹性传感器本体内，其中测力单元支撑外部加压部件而直接承受所测量的力，温度补偿单元不支撑外部加压部件即不承受力。
如图2所示传感器本体与配套二次仪表的连接示意图，受力的磁弹性传感器单元和不受力的磁弹性传感器单元一同安装在传感器本体内。两个单元的励磁线圈为串联连接形式，由励磁电源提供励磁电流I，确保了因励磁电流引起的温升也完全一致。测力单元和温度补偿单元的的两组测量线圈分别同时输出测量力值信号E1和温度信号E2，两组信号进入二次仪表，经过ADC模数转换后，进行信号处理，由于受力单元和不受力单元的处于同一环境内、并且通过相同的励磁电流，即在整个测量过程中温度变化相同，因而两个单元输出信号温漂等比例变化，二次仪表根据温度信号的变化情况，实时的修正补偿测量力值。
补偿后的传感器输出信号，在全温度段范围修正了因温度变化引起的测量误差，确保了磁弹性传感器测量力值的精确性。
Claims (2)
1.一种带有温度补偿单元的磁弹性传感器，其特征在于，由两个结构、大小相同的单元组成，一个单元直接受力，输出测量力值信号，称为测力单元，另一个单元不受力，输出测试过程中随温度变化的信号，称为温度补偿单元；每个单元中间有四个孔,四个孔的中心位于矩形的四个顶点，对角两孔交叉穿孔绕导线，形成空间上正交的两组线圈，分别称为励磁线圈和测量线圈；两个单元的励磁线圈为串联连接形式，由励磁电源提供励磁电流。
2.根据权利要求1所述带有温度补偿单元的磁弹性传感器，其特征在于，所述测力单元和温度补偿单元的的两组测量线圈分别同时输出测量力值信号E1和温度信号E2，两组信号进入二次仪表，经过ADC模数转换后，进行信号处理，受力单元和不受力单元的处于同一环境内、并且通过相同的励磁电流，即在整个测量过程中温度变化相同，两个单元输出信号温漂等比例变化，二次仪表根据温度信号的变化情况，实时的修正补偿测量力值。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110007217.5A CN112798152A (zh) | 2021-01-05 | 2021-01-05 | 带有温度补偿单元的磁弹性传感器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110007217.5A CN112798152A (zh) | 2021-01-05 | 2021-01-05 | 带有温度补偿单元的磁弹性传感器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112798152A true CN112798152A (zh) | 2021-05-14 |
Family
ID=75808194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110007217.5A Pending CN112798152A (zh) | 2021-01-05 | 2021-01-05 | 带有温度补偿单元的磁弹性传感器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112798152A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113970399A (zh) * | 2021-10-25 | 2022-01-25 | 上海工业自动化仪表研究院有限公司 | 一种两维度磁弹性测力传感器 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1952635A (zh) * | 2006-11-14 | 2007-04-25 | 重庆大学 | 差动式温度补偿型桥索索力在线测试方法及测试系统 |
| CN105467336A (zh) * | 2015-12-30 | 2016-04-06 | 中交路桥技术有限公司 | 一种差动式温度补偿型桥索磁通量采集装置 |
| CN110657914A (zh) * | 2019-10-25 | 2020-01-07 | 上海工业自动化仪表研究院有限公司 | 用于磁弹性传感器的信号补偿装置 |
| CN210774488U (zh) * | 2019-10-25 | 2020-06-16 | 上海工业自动化仪表研究院有限公司 | 磁弹性传感器的信号补偿电路 |
-
2021
- 2021-01-05 CN CN202110007217.5A patent/CN112798152A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1952635A (zh) * | 2006-11-14 | 2007-04-25 | 重庆大学 | 差动式温度补偿型桥索索力在线测试方法及测试系统 |
| CN105467336A (zh) * | 2015-12-30 | 2016-04-06 | 中交路桥技术有限公司 | 一种差动式温度补偿型桥索磁通量采集装置 |
| CN110657914A (zh) * | 2019-10-25 | 2020-01-07 | 上海工业自动化仪表研究院有限公司 | 用于磁弹性传感器的信号补偿装置 |
| CN210774488U (zh) * | 2019-10-25 | 2020-06-16 | 上海工业自动化仪表研究院有限公司 | 磁弹性传感器的信号补偿电路 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113970399A (zh) * | 2021-10-25 | 2022-01-25 | 上海工业自动化仪表研究院有限公司 | 一种两维度磁弹性测力传感器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10962433B2 (en) | Pressure sensor and pressure measuring method | |
| US3827291A (en) | Transducer systems for detection of relative displacement | |
| CN110374857B (zh) | 一种隔膜压缩机油压和气压监测装置及方法 | |
| CN111060237A (zh) | 测力传感器的组桥电路 | |
| Goodzeit et al. | Measurement of internal forces in superconducting accelerator magnets with strain gauge transducers | |
| CN210774488U (zh) | 磁弹性传感器的信号补偿电路 | |
| CN112798152A (zh) | 带有温度补偿单元的磁弹性传感器 | |
| CN110657914A (zh) | 用于磁弹性传感器的信号补偿装置 | |
| US7536919B2 (en) | Strain gauge | |
| CN108036804A (zh) | 一种用于电阻应变片输出调节的装置 | |
| CN110672903A (zh) | 光纤电流传感器反馈相移非线性校正装置、系统及方法 | |
| US3743926A (en) | Fine linearity control in integral silicon transducers | |
| JP4253084B2 (ja) | 荷重測定装置 | |
| CN106595921B (zh) | 用于测量俯仰力矩和滚转力矩的装置及方法 | |
| CN110654085A (zh) | 一种基于磁性能变化的应变测量芯片及其测量装置和测试方法 | |
| CN112748387A (zh) | 基于光纤电流传感器的电流检测方法、装置和系统 | |
| CN207231625U (zh) | 称重传感器 | |
| CN114689225B (zh) | 一种绝压式mems压阻传感器及其自测试方法 | |
| CN110907875A (zh) | 一种霍尔电流传感器校准装置及方法 | |
| CN101871829B (zh) | 一种带矩形应力槽的压力变送器 | |
| CN115877286B (zh) | 磁通门传感器软磁材料噪声特性测试系统和方法 | |
| CN220187630U (zh) | 一种传感器晶片及包含其的传感器 | |
| Liu et al. | Force and stress measurements with eddy-current sensors | |
| US20240110991A1 (en) | Insulation resistance testing device and insulation resistance testing method | |
| CN116067553B (zh) | 一种用于核电厂型钢截面的载荷测量方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210514 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |