各位朋友，我是張工。咱們接著聊傳感器，今天的主角，是工業(yè)稱(chēng)重里的“硬漢”兼“多面手”——輪輻式傳感器。您要是嫌平行梁傳感器“秀氣”，那這家伙，就是專(zhuān)門(mén)來(lái)干“粗活”和“巧活”的。
一、 先看長(zhǎng)相：一副“內(nèi)力深厚”的練家子模樣
把它從箱子里拿出來(lái)，第一感覺(jué)是什么？敦實(shí)、緊湊、渾身是勁兒。
它不像平行梁那樣扁平，而更像一個(gè)厚實(shí)的金屬圓盤(pán)或方塊，中心通常有一個(gè)圓孔。最有辨識(shí)度的是它的側(cè)面：四周布滿(mǎn)了規(guī)則的輻條，就像老式馬車(chē)的輪子，或者齒輪的側(cè)面。這就是它名字“輪輻式”（也叫“輻條式”）的由來(lái)。
這些輻條，就是它的核心機(jī)密。它們不是裝飾，而是精心設(shè)計(jì)的彈性體。當(dāng)力作用在傳感器上時(shí)，這些輻條會(huì)發(fā)生細(xì)微的、可控的形變，我們的應(yīng)變計(jì)就貼在這里，捕捉這個(gè)形變信號(hào)。
整體看，它結(jié)構(gòu)極其對(duì)稱(chēng)、緊湊，沒(méi)有外伸的懸臂，所有力量都被鎖在這個(gè)堅(jiān)實(shí)的“堡壘”內(nèi)部處理。給人一種剛性極強(qiáng)、非?？乖?/strong>的感覺(jué)。
二、 它厲害在哪兒？天賦異稟的“四超”選手
從這長(zhǎng)相，你就能猜到它的絕活：
- 超強(qiáng)抗偏載、抗側(cè)向力：這是它最大的優(yōu)勢(shì)！因?yàn)榱κ峭ㄟ^(guò)兩端的壓頭（或底板）直接作用在堅(jiān)固的中心和外圍上，再由四周對(duì)稱(chēng)的輻條均勻分擔(dān)。無(wú)論力從哪個(gè)角度稍微偏一點(diǎn)，對(duì)輸出的影響都極小。簡(jiǎn)單說(shuō)，就是“你歪任你歪，我自巋然不動(dòng)”。
- 超低外形：它的高度通常很低，像個(gè)“硬幣”或“墊片”。這在空間極度受限的場(chǎng)合，簡(jiǎn)直就是救星。
- 超大量程范圍廣：從幾百公斤到幾百?lài)崳踔辽锨?，它都能覆蓋。是真正能兼顧中、大量程的傳感器。
- 拉壓兩用：很多輪輻式傳感器設(shè)計(jì)上既能測(cè)量壓力，也能測(cè)量拉力（需要配備附件）。一器兩用，非常靈活。
三、 實(shí)戰(zhàn)舞臺(tái)：哪兒“硬”哪兒“險(xiǎn)”它就上
正因?yàn)檫@些天賦，它的主場(chǎng)非常明確：
- 場(chǎng)景一：汽車(chē)衡、軌道衡的“中堅(jiān)力量”。你見(jiàn)過(guò)地磅吧？以前多用柱式，但現(xiàn)在越來(lái)越多的汽車(chē)衡選擇輪輻式傳感器。因?yàn)樗?，可以降低秤臺(tái)高度；抗側(cè)向力強(qiáng)，不怕車(chē)輛剎車(chē)上磅時(shí)的沖擊；而且維護(hù)方便。把它塞進(jìn)有限的地基坑里，非常合適。
- 場(chǎng)景二：工業(yè)配料罐、料斗秤的“守護(hù)神”。大型的砂漿罐、水泥倉(cāng)、飼料罐，下面用三四個(gè)大噸位的輪輻式傳感器一頂，穩(wěn)穩(wěn)當(dāng)當(dāng)。料罐因?yàn)橄铝峡赡芑蝿?dòng)，產(chǎn)生側(cè)向力，用輪輻式就能很好應(yīng)對(duì)。
- 場(chǎng)景三：力值監(jiān)控與過(guò)程的“關(guān)鍵探頭”。這是它的“巧活”。比如：
- 過(guò)載保護(hù)：在大型壓力機(jī)、注塑機(jī)上，把它裝進(jìn)去，實(shí)時(shí)監(jiān)控壓力，防止機(jī)器過(guò)載損壞。
- 張力測(cè)量：在電纜、鋼纜的收放卷過(guò)程中，用它來(lái)測(cè)量和控制張力，保持恒定。
- 結(jié)構(gòu)力測(cè)試：在橋梁、建筑鋼結(jié)構(gòu)上，用它來(lái)監(jiān)測(cè)長(zhǎng)期承載的力。
- 場(chǎng)景四：空間狹小的“解決方案”。有些自動(dòng)化設(shè)備內(nèi)部，高度就幾厘米，還要精確測(cè)力，這時(shí)低高度的輪輻式幾乎是唯一選擇。
四、 張工的實(shí)戰(zhàn)心得與“避坑”指南
跟這家伙打交道久了，有些心得必須分享：
- 選型關(guān)鍵看“安全過(guò)載”和“極限過(guò)載”：買(mǎi)輪輻式，別光看額定量程。一定要問(wèn)清楚廠家的安全過(guò)載（比如150% F.S.）和極限過(guò)載（比如300% F.S.）是多少。工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)意外沖擊多，冗余度必須留足。
- 安裝要求“平、貼、均”：它的上下接觸面必須平整、光滑、平行。安裝底板要夠厚夠硬，不能變形。多個(gè)傳感器共用時(shí)，要用球面壓頭或自調(diào)心底座來(lái)補(bǔ)償基礎(chǔ)的不平，確保每個(gè)傳感器垂直受力。這是發(fā)揮它抗偏載優(yōu)勢(shì)的前提！
- 小心“彎矩”這個(gè)隱藏殺手：雖然它抗側(cè)向力強(qiáng)，但最怕的是外加彎矩。比如，在傳感器和加載面之間，錯(cuò)誤地使用了過(guò)長(zhǎng)的螺栓連接，一擰緊就強(qiáng)加了一個(gè)巨大的彎矩，可能直接導(dǎo)致零點(diǎn)漂移甚至損壞。螺栓不能擰死，要留出微動(dòng)空間，力應(yīng)該只通過(guò)壓頭傳遞。
- 防護(hù)與接線：用在室外或粉塵環(huán)境，一定要選防護(hù)等級(jí)高（至少I(mǎi)P67）的產(chǎn)品。它的接線腔通常在側(cè)面，布線時(shí)要做好機(jī)械防護(hù)，防止線纜被拉斷。
總結(jié)一下
如果說(shuō)平行梁傳感器是稱(chēng)重界的“精密穩(wěn)重的紳士”，那么輪輻式傳感器就是“內(nèi)力深厚、能扛能打的太極高手”。它把力量和智慧都藏在緊湊、對(duì)稱(chēng)的結(jié)構(gòu)里，專(zhuān)治各種偏載、沖擊、空間矮、量程大的復(fù)雜工況。
下次您看到矮墩墩的地磅，或者巨大的料罐，可以想想，它的“腳下”很可能就踩著幾個(gè)這樣的硬漢，默默扛起千鈞重?fù)?dān)，還保持著精準(zhǔn)的“讀數(shù)”。
行了，關(guān)于輪輻式傳感器，咱今天就聊到這。我是張工，在傳感器和測(cè)控的路上，咱們邊干邊聊！
