稱(chēng)重傳感器的基(jī)本原理應用

1，電(diàn)阻應變式稱(chēng)重傳(chuán)感(gǎn)器(qì)原理

電阻(zǔ)應變(biàn)式(shì)稱重傳(chuán)感(gǎn)器是基於(yú)這樣一個(gè)原理：彈(dàn)性體(tǐ)（彈(dàn)性元件，敏感梁(liáng)）在(zài)外力(lì)作用下產(chǎn)生彈性(xìng)變形，使粘貼在他表麵的(dí)電阻(zǔ)應(yīng)變(biàn)片(piàn)（轉換元件(jiàn)）也(yě)隨(suí)同產生變(biàn)形，電阻(zǔ)應變(biàn)片(piàn)變(biàn)形後(hòu)，它的(dí)阻值將發生(shēng)變(biàn)化(huà)（增大或減(jiǎn)小），再經(jīng)相應的測量電路(lù)把這(zhè)一電阻(zǔ)變化(huà)轉換(huàn)為(wéi)電信號(hào)（電壓或(huò)電流(liú)），從(cóng)而(ér)完成(chéng)了將(jiāng)外(wài)力變換為電信號的(dí)過程
。

由此可(kě)見，電阻(zǔ)應(yīng)變(biàn)片，彈(dàn)性體(tǐ)和(hé)檢測電(diàn)路是(shì)電阻(zǔ)應變式(shì)稱重傳(chuán)感器(qì)中*的幾(jī)個主要(yào)部(bù)分(fēn)
。彈(dàn)性體是(shì)一個有特殊形狀(zhuàng)的結構(gòu)件
。它的(dí)功(gōng)能(néng)有兩個，首先(xiān)是它承受稱(chēng)重(zhòng)傳感(gǎn)器所受的外(wài)力(lì)，對(duì)外力(lì)產(chǎn)生(shēng)反作(zuò)用力，達到相對靜平(píng)衡(héng)；其(qí)次(cì)，它(tā)要產(chǎn)生一(yī)個高(gāo)的(dí)應變場(cháng)（區），使粘貼在此(cǐ)區(qū)的電阻(zǔ)應變片比(bǐ)較(jiào)理(lǐ)想的完成(chéng)應(yīng)變(biàn)棗電(diàn)信號的轉(zhuǎn)換任務(wù)
。

以(yǐ)托利(lì)多(duō)公司(sī)的SB係(xì)列(liè)稱(chēng)重(zhòng)傳(chuán)感(gǎn)器的彈(dàn)性(xìng)體(tǐ)為(wéi)例，來介紹一下(xià)其(qí)中的應(yīng)力分布(bù)
。

設(shè)有(yǒu)一帶有肓孔(kǒng)的長(cháng)方(fāng)體(tǐ)懸(xuán)臂(bì)梁
。

肓孔(kǒng)底部(bù)中(zhōng)心是承受(shòu)純剪(jiǎn)應力(lì)，但(dàn)其(qí)上，下(xià)部(bù)分將會(huì)出現拉伸和壓縮應力
。主應力方(fāng)向(xiàng)一(yī)為拉神，一為壓(yā)縮，若把應變片貼在這裏，則應變片(piàn)上半部(bù)將(jiāng)受拉伸(shēn)而阻值增(zēng)加(jiā)，而(ér)應(yīng)變片的(dí)下半部將受(shòu)壓(yā)縮，阻(zǔ)值(zhí)減(jiǎn)少
。下(xià)麵(miàn)列出肓(huāng)孔(kǒng)底部(bù)中(zhōng)心點的應變(biàn)表達式，而不(bù)再(zài)推(tuī)導(dǎo)
。

三(sān)，檢測(cè)電(diàn)路

檢測(cè)電(diàn)路的功(gōng)能是把(bǎ)電阻應變片(piàn)的電(diàn)阻變化轉(zhuǎn)變為電壓(yā)輸出
。因為惠(huì)斯(sī)登(dēng)電橋具有(yǒu)很多優(yōu)點，如可(kě)以抑(yì)製溫(wēn)度(dù)變(biàn)化的影響，可(kě)以(yǐ)抑(yì)製(zhì)側向力(lì)幹擾(rǎo)，可以比較方(fāng)便的解(jiě)決(jué)稱(chēng)重傳感器的(dí)補償(cháng)問題等(děng)，所以(yǐ)惠(huì)斯(sī)登電橋(qiáo)在(zài)稱(chēng)重傳感器中(zhōng)得(dé)到了(liǎo)廣泛(fàn)的應(yīng)用(yòng)
。

因為(wéi)全(quán)橋(qiáo)式等(děng)臂電(diàn)橋(qiáo)的靈敏度zui高(gāo)，各臂(bì)參數一致(zhì)，各(gè)種(zhǒng)幹擾的(dí)影響容(róng)易相(xiāng)互(hù)抵銷，所以稱(chēng)重傳感(gǎn)器均采(cǎi)用全橋(qiáo)式等(děng)臂電橋
。

2，如(rú)何(hé)選用(yòng)稱重(zhòng)傳感器(qì)

a.稱重(zhòng)傳感(gǎn)器(qì)被(bèi)喻為(wéi)電子衡器的心(xīn)髒，它的在很大(dà)程度(dù)上(shàng)決定了(liǎo)電子衡器(qì)的準確(què)度和穩定性
。在設計電子衡(héng)器時，經常(cháng)要(yào)遇到如(rú)何選用傳感器的問題(tí)
。

稱(chēng)重(zhòng)傳感(gǎn)器實(shí)際(jì)上是一種將(jiāng)質量信(xìn)號(hào)轉(zhuǎn)變為可測量的(dí)電(diàn)信號輸出的(dí)裝(zhuāng)置
。用傳(chuán)感(gǎn)器首先要考慮傳(chuán)感(gǎn)器所處(chǔ)的實際工(gōng)作環境，這點對正(zhèng)確(què)選用傳感器至(zhì)關(guān)重要(yào)，它(tā)關(guān)係到傳(chuán)感器(qì)能否正(zhèng)常工作以及(jí)它的和(hé)使用壽命(mìng)，乃至整(zhěng)個(gè)衡(héng)器的可(kě)靠性(xìng)和性
。

傳感器量程(chéng)的選(xuǎn)擇(zé)可(kě)依(yī)據(jù)秤的zui大稱(chēng)量(liáng)值，選用傳感(gǎn)器的個(gè)數，秤體(tǐ)的(dí)自重，可能(néng)產生的zui大(dà)偏(piān)載及動載(zǎi)等因(yīn)素綜(zōng)合(hé)評價來確定
。一般(bān)來說(shuō)，傳(chuán)感器的量(liáng)程越接近分配到(dào)每個傳(chuán)感器(qì)的(dí)載荷(hé)，其(qí)稱量(liáng)的準確(què)度就(jiù)越(yuè)高
。但在(zài)實(shí)際使(shǐ)用時，由於(yú)加在傳感器(qì)上的(dí)載荷(hé)除(chú)被(bèi)稱物(wù)體(tǐ)外(wài)，還存在(zài)秤體自重，皮重(zhòng)，偏(piān)載(zǎi)及(jí)振(zhèn)動(dòng)衝擊等(děng)載荷(hé)，因此(cǐ)選用傳感器(qì)量(liáng)程時(shí)，要(yào)考慮諸多方麵(miàn)的因素(sù)，保(bǎo)證傳(chuán)感器的(dí)和(hé)壽命(mìng)
。

根(gēn)據(jù)經驗，一(yī)般(bān)應(yīng)使(shǐ)傳(chuán)感(gǎn)器工(gōng)作在(zài)其(qí)30%～70%量程內，但(dàn)對於(yú)一(yī)些在使用(yòng)過(guò)程中(zhōng)存(cún)在較(jiào)大衝擊力(lì)的衡器(qì)，如(rú)動態(tài)軌道衡，動(dòng)態(tài)汽(qì)車衡，鋼材秤等(děng)，在選用(yòng)傳感(gǎn)器時，一(yī)般要擴(kuò)大(dà)其(qí)量(liáng)程，使(shǐ)傳感器工作(zuò)在其量程的20%～30%之(zhī)內，使傳感器(qì)的稱(chēng)量儲備量增大，以保(bǎo)證傳(chuán)感器的使(shǐ)用(yòng)和壽命
。傳感(gǎn)器型式的選擇(zé)主(zhǔ)要取(qǔ)決於(yú)稱量(liáng)的類型和(hé)安裝空間(jiān)，保證安裝(zhuāng)合(hé)適(shì)，稱量可靠(kào)；另(lìng)一(yī)方(fāng)麵(miàn)，要(yào)考(kǎo)慮廠家的建議
。廠家(jiā)一(yī)般會根據(jù)傳感(gǎn)器(qì)的受(shòu)力情況，指(zhǐ)標(biāo)，安裝(zhuāng)形式，結(jié)構型式(shì)，彈(dàn)性體的材(cái)質等特(tè)點(diǎn)規(guī)定傳(chuán)感器的適用範圍，譬(pì)如鋁式懸臂梁傳(chuán)感(gǎn)器適用(yòng)於計(jì)價秤(chèng)，平(píng)台秤，案(àn)秤等；鋼式懸(xuán)臂梁傳感器適(shì)用(yòng)於料鬥秤(chèng)，電(diàn)子(zǐ)皮(pí)帶(dài)秤，分(fēn)選秤等；鋼(gāng)質(zhì)橋式傳(chuán)感(gǎn)器(qì)適用於(yú)軌道(dào)衡，汽(qì)車衡，天車秤等；柱式傳感器(qì)適用(yòng)於(yú)汽車衡，動(dòng)態(tài)軌道(dào)衡(héng)，大噸位料(liào)鬥秤等(děng)
。

所以，采(cǎi)用(yòng)的傳感(gǎn)器滿足儀表(biǎo)輸入(rù)靈(líng)敏度(dù)的要(yào)求(qiú)，能(néng)夠(gòu)與(yǔ)所(suǒ)選(xuǎn)儀(yí)表匹配
。滿足整(zhěng)台(tái)電子(zǐ)秤準(zhǔn)確(què)度的要(yào)求(qiú)
。一(yī)台(tái)電子(zǐ)秤主要是(shì)由秤(chèng)體(tǐ)，傳(chuán)感器(qì)，儀表三部(bù)分組(zǔ)成，在對(duì)傳感器準確度(dù)選(xuǎn)擇的時(shí)候，應使(shǐ)傳感器的(dí)準(zhǔn)確度略(lüè)高(gāo)於理(lǐ)論(lùn)計(jì)算值，因為理(lǐ)論往往(wǎng)受到客觀條件的限(xiàn)製，如秤(chèng)體的(dí)強(qiáng)度(dù)差一(yī)點，儀表的不(bù)是很(hěn)好，秤(chèng)的工(gōng)作環(huán)境比較(jiào)惡劣等因素(sù)都直接影響到(dào)秤(chèng)的(dí)準(zhǔn)確度(dù)要求(qiú)，因(yīn)此要從各方麵提(tí)高要(yào)求，又(yòu)要(yào)考慮(lǜ)經濟(jì)效(xiào)益，確保(bǎo)達到(dào)目的
。

3，稱(chēng)重(zhòng)傳(chuán)感器的分(fēn)類

a.按受(shòu)力(lì)方式分(fēn)

壓式(shì)

拉(lā)式

拉(lā)壓式(shì)

梁式

b.按彈性體材料(liào)分(fēn)

不(bù)鏽鋼(gāng)：主要(yào)應用在食(shí)品(pǐn)，化工，醫藥(yào)等(děng)有(yǒu)腐(fǔ)蝕性環(huán)境的場所；

合(hé)金鋼：腐蝕性環(huán)境(jìng)場所；

鋁(lǚ)合(hé)金：一(yī)般使用在量程(chéng)小，價格低的(dí)市場(cháng)
。

c.按(àn)輸(shū)出(chū)數(shù)據類別(bié)分

模(mó)擬傳感器(qì)：輸(shū)出(chū)為模擬量(liáng)信號，如(rú)電(diàn)壓(yā)，電流(liú)等；

數(shù)字傳感(gǎn)器：直(zhí)接(jiē)輸出為我們所(suǒ)希望(wàng)得到的數字信號(hào)，如(rú)公(gōng)斤(jīn)，噸等
。

d.按(àn)適用溫(wēn)度分(fēn)

常(cháng)溫(wēn)：使用(yòng)在常(cháng)規場(cháng)所，對溫度沒(méi)有(yǒu)特殊(shū)要(yào)求；

高(gāo)溫(wēn)：使用在冶(yě)金(jīn)，核電等(děng)溫(wēn)度較(jiào)高（一(yī)般在100℃以上）的環境(jìng)；

低溫：使有在溫(wēn)度低於(yú)-30℃場所(suǒ)，如冷凍(dòng)試驗
。

e.按(àn)精(jīng)度

可查(chá)閱(yuè)GB/T7551-1997《稱重傳感器》

f.按外(wài)型(xíng)結構分(fēn)

柱式(shì)

S型

輪(lún)輻式

梁式

單點式等(děng)

4，稱重傳感(gǎn)器的(dí)基本應用(yòng)

稱重(zhòng)傳感器主要應(yīng)用在各種電子衡(héng)器，工業控(kòng)製領(lǐng)域，在(zài)綫控製，過載(zǎi)報(bào)警，材料(liào)試驗機(jī)等領域
。

如(rú)電(diàn)子(zǐ)汽車衡(héng)，電子(zǐ)台秤，電子叉(chā)車(chē)，動態軸重(zhòng)秤(chèng)，電子(zǐ)吊(diào)鉤(gōu)秤(chèng)，電(diàn)子(zǐ)計(jì)價秤，電(diàn)子鋼材秤(chèng)，電子軌道衡，料鬥(dǒu)秤(chèng)，配料秤(chèng)，罐(guàn)裝秤等