IFM傳感器的彈性元件是音叉。音叉端部固定有壓電元件,它以音叉的固有頻率振蕩,并可測出振蕩頻率。當承重臺上加有被測物時,音叉拉伸方向受力而固有頻率增加,增加的程度與施加力的平方根成正比。測出固有頻率的變化,即可求出重物施加于音叉上的力,進而求出重物質量。音叉式傳感器耗電量小,計量準確度高達1/10000~1/200000,稱量范圍為500g~10kg。
IFM傳感器轉子裝在內框架中,以角速度ω繞X軸穩(wěn)定旋轉。內框架經軸承與外框架聯(lián)接,并可繞水平軸 Y 傾斜轉動。外框架經萬向聯(lián)軸節(jié)與機座聯(lián)接,并可繞垂直軸Z 旋轉。轉子軸 (X軸)在未受外力作用時保持水平狀態(tài)。轉子軸的一端在受到外力(P/2)作用時,產生傾斜而繞垂直軸Z 轉動(進動)。進動角速度ω與外力P/2成正比,通過檢測頻率的方法測出ω,即可求出外力大小,進而求出產生此外力的被測物的質量。
陀螺儀式傳感器響應時間快(5秒),無滯后現(xiàn)象,溫度特性好(3ppm), 振動影響小, 頻率測量準確精度高,故可得到高的分辨率(1/100000)和高的計量準確度(1/30000~1/60000)。
IFM傳感器電阻應變片變形時其電阻也隨之改變的原理工作。主要由彈性元件、電阻應變片、測量電路和傳輸電纜4部分組成。
IFM傳感器的結構具有明確的應力流線分布、輸出靈敏度高、彈性體為一整體、結構簡單、受力狀態(tài)穩(wěn)定、易于加工等優(yōu)點。目前在傳感器生產中還占著較大的比例,而對這種結構傳感器的設計公式目前還不很完善。因這種彈性體的應變計算比較復雜,通常在設計時把它看作為圓環(huán)式彈性體進行估算。特別是對1t及以下量程的板環(huán)式傳感器設計計算誤差更大,同時往往還會出現(xiàn)較大的非線性誤差。
直接感受被測量(質量)并輸出與被測量有確定關系的其他量的元件。如電阻應變式稱重傳感器的彈性體,是將被測物體的質量轉變?yōu)樾巫?電容式稱重傳感器的彈性體將被測的質量轉變?yōu)槲灰啤?br/>
IFM傳感器是將敏感元件的輸出轉變?yōu)楸阌跍y量的信號。如電阻應變式稱重傳感器的電阻應變計(或稱電阻應變片),將彈性體的形變轉換為電阻量的變化;電容式稱重傳感器的電容器,將彈性體的位移轉變?yōu)殡娙萘康淖兓?。有時某些元件兼有敏感元件和變換元件兩者的職能。如電壓式稱重傳感器的壓電材料,在外載荷的作用下,在發(fā)生變形的同時輸出電量。
IFM傳感器的輸出變換為電信號,為進一步傳輸、處理、顯示、記錄或控制提供方便。如電阻應變式稱重傳感器中的電橋電路,壓電式稱重傳感器的電荷前置放大器。
IFM傳感器的電信號輸出提供能量。一般稱重傳感器均需外鏈電源才能工作。因此,作為一個產品必須標明供電的要求,但不作為稱重傳感器的組成部分。有些傳感器,如磁電式速度傳感器,由于他輸出的能量較大,故不需要輔助電源也能正常工作。所以并非所有傳感器都要有輔助電源。