隨著技術(shù)的進步,，由稱重傳感器制作的電子衡器已廣泛地應用到各行各業(yè),實現(xiàn)了對物料的快速,、準確的稱量，特別是隨著微處理機的出現(xiàn),，工業(yè)生產(chǎn)過程自動化程度化的不斷提高,，稱重傳感器已成為過程控制中的一種必需的裝置，從以前不能稱重的大型罐,、料斗等重量計測以及吊車秤,、汽車秤等計測控制，到混合分配多種原料的配料系統(tǒng),、生產(chǎn)工藝中的自動檢測和粉粒體進料量控制等,，都應用了稱重傳感器，目前,，稱重傳感器幾乎運用到了所有的稱重領(lǐng)域,。
1、高速定量分裝系統(tǒng)
本系統(tǒng)由微機控制稱重傳感器的稱重和比較,，并輸出控制信號,，執(zhí)行定值稱量，控制外部給料系統(tǒng)的運轉(zhuǎn),，實行自動稱量和快速分裝的任務(wù),。
系統(tǒng)采用MCS-51單片機和V/F電壓頻率變換器等電子器件，其硬件電路框圖如圖1所示,，用8031作為中央處理器,，BCD拔碼盤作為定值設(shè)定輸入器，物料裝在料斗里,，其重量使傳感器彈性體發(fā)生變形,，輸出與重量成正比的電信號,，傳感器輸出信號經(jīng)放大器放大后，輸入V/F轉(zhuǎn)換器進行A/D轉(zhuǎn)換,，轉(zhuǎn)換成的頻率信號直接送入8031微處理器中，其數(shù)字量由微機進行處理,。微機一方面把物重的瞬時數(shù)字量送入顯示電路,，顯示出瞬時物重，另一方面則進行稱重比較,，開啟和關(guān)閉加料口,、放料于箱中等一系列的稱重定值控制。
圖1原理框圖
在整個定值分裝控制系統(tǒng)中,，稱重傳感器是影響電子秤測量精度的關(guān)鍵部件,，選用GYL-3應變式稱重測力傳感器。四片電阻應變片構(gòu)成全橋橋路,，在所加橋壓U不變的情況下,，傳感器輸出信號與作用在傳感器上的重力和供橋橋壓成正比，而且,，供橋橋壓U的變化直接影響電子稱的測量精度,，所以要求橋壓很穩(wěn)定。毫伏級的傳感器輸出經(jīng)放大后,，變成了0-10V的電壓信號輸出,，送入V/F變換器進行A/D轉(zhuǎn)換，其輸出端輸出的頻率信號加到單片機8031定時器1的計數(shù),、輸入端T1上,。在微機內(nèi)部由定時器0作計數(shù)定時，定時器0的定時時間由要求的A/D轉(zhuǎn)換分辯率設(shè)定,。
定時器1的計數(shù)值反映了測量電壓大小即物料的重量,。在顯示的同時，計算機還根據(jù)設(shè)定值與測量值進行定值判斷,。測量值與給定值進行比較,，取差值提供PID運算，當重量不足,，則繼續(xù)送料和顯示測量值,。一旦重量相等或大于給定值，控制接口輸出控制信號,，控制外部給料設(shè)備停止送料,，顯示測量終值，然后發(fā)出回答令,，表示該袋裝料結(jié)束,，可進行下袋的裝料稱重,。
圖2所示為自動稱重和裝料裝置。每個裝料的箱子或袋子沿傳送帶運動,，直到裝有料的電子稱下面,，傳送帶停止運動，電磁線圈2通電,，電子稱料斗翻轉(zhuǎn),，使料全部倒入箱子或袋子中，當料倒完,，傳送帶馬達再次通電,，將裝滿料的箱子或袋子移出，并保護傳送帶繼續(xù)運行,，直到下一次空袋或空箱切斷光電傳感器的光源,，與此同時，電子稱料箱復位,，電磁線圈1通電,，漏斗給電子秤自動加料，重量由微機控制,，當電子秤中的料與給定值相等時,，電磁線圈1斷電，彈簧力使漏斗門關(guān)上,。裝料系統(tǒng)開始下一個裝料的循環(huán),。當漏斗中的料和傳送帶上的箱子足夠多時，這個過程可以持續(xù)不斷地進行下去,。必要時,，＊作人員可以隨時停止傳送帶，通過拔碼盤輸入不同的給定值,，然后再啟動,，即可改變箱或袋中的重量。
圖2自動稱重和裝料裝置
本系統(tǒng)選用不同的傳感器,，改變稱重范圍,，則可以用到水泥、食糖,、面粉加工等行業(yè)的自動包裝中,。
2、傳感器在商用電子秤中的應用
目前,，商用電子計價秤的使用非常普及,，逐漸會取代傳統(tǒng)的桿稱和機械案秤。電子計價秤在秤臺結(jié)構(gòu)上有一個顯著的特點：一個相當大的秤臺，只在中間裝置一個專門設(shè)計的傳感器來承擔物料的全部重量,，如圖3所示,。常用的電子計價秤傳感器的結(jié)構(gòu)如圖4所示，其中圖4（a）為雙連橢圓孔彈性體,，秤盤用懸臂梁端部上平面的兩個螺孔緊固,；圖4（b）為梅花型四連孔彈性體，秤盤用懸臂梁端部側(cè)面的三個螺孔堅固,，中間支桿上粘貼補償用的應變片,。這兩種形式的傳感器，在計價秤中用得zui多,。圖4（c）為三梁式彎曲彈性體，采樣彎曲應力,，對重量反應敏感,，宜用來制作小稱量計價秤。圖4（d）為三梁式剪切彈性體,，采樣中間敏感梁的剪切應力,，宜用來制作幾百公斤稱量范圍計價秤。
圖3計價秤內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖
圖4計價秤用彈性體結(jié)構(gòu)
用這些復梁型高精度傳感器來支承一個大的稱重平臺,，被稱重物又可能放置在任何稱臺的任意位置上,，必然會產(chǎn)生四角示值誤差，對圖4（a）,，（b）兩種結(jié)構(gòu)形式的傳感器,，可通過銼磨的形式進行角差修正。對圖4（c）,，（d）,，它有上下兩根局部削弱的柔性輔助梁，使傳感器對側(cè)向力,、橫向力和扭轉(zhuǎn)力矩具有很強的抵抗能力,，可以通過銼磨輔助梁的柔性部位來調(diào)整傳感器的靈敏系數(shù)和四角誤差。圖5為一種商用電子計價秤的電路框圖,。傳感器采用的是圖4（b）所示的梅花型四連孔結(jié)構(gòu),，該秤具有置零、自動清除單價,、零位自動跟蹤,、自動去皮、次數(shù)累計和金額累計,、打印輸出等功能,，7段綠色熒光數(shù)碼管顯示，使用十分方便。
圖5電子計價秤的電路框圖
圖6是采用CHBL3型號S型雙連孔彈性體稱重傳感器制作的便攜式家用電子手提秤的原理圖,，由稱重傳感器,、放大電路、A/D轉(zhuǎn)換和液晶顯示四部分組成,。圖中,，E為9V的疊層電池，R1-R4是稱重傳感器的4個電阻應變片,，R5,、R6與W1組成零點調(diào)整電路。當載荷為零時,，調(diào)節(jié)RW1使液晶顯示屏顯示為零,。A1，A2為雙運放集成電路LM358中的兩個單元電路,，組成了一個對稱的同相放大器,，A/D轉(zhuǎn)換器采用ICL7106雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器，液晶顯示采用31/2液晶顯示片,。該電子秤精度高,，簡單實用，攜帶方便,。
稱重傳感器是一種高精度的傳感器,，必須按規(guī)定的規(guī)格使用。若不按規(guī)定的規(guī)格使用,，不僅不能發(fā)揮稱重的作用,，而且容易損壞，尤其是不準超過負荷安全值使用,。
圖6手提秤的電路框圖
對于因溫度變化對橋接零點和輸出,，靈敏度的影響，即使采用同一批應變片,，也會因應變片之間稍有溫度特性之差而引起誤差,，所以對要求精度較高的傳感器，必須進行溫度補償,，解決的方法是在被粘貼的基片上采用適當溫度系數(shù)的自動補償片,，并從外部對它加以適當?shù)难a償。
3,、結(jié)束語
非線性誤差是傳感器特性中zui重要的一點,。產(chǎn)生非線性誤差的原因很多，一般來說主要是由結(jié)構(gòu)設(shè)計決定,，通過線性補償,，也可得到改善,。
滯后和蠕變是關(guān)于應變片及粘合劑的誤差。由于粘合劑為高分子材料,，其特性隨溫度變化較大,，所以稱重傳感器必須在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)使用。
在露天下使用傳感器,，還應考慮陽光直射產(chǎn)生的溫度影響和風壓的影響,。
文章來源：北京綠野創(chuàng)能機電設(shè)備有限公司
