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稱重傳感器原理和功能
一,、稱重傳感器的定義
考慮到使用地點(diǎn)的重力加速度（g）和空氣浮力（f）的影響后,，通過把其中一種被測量（質(zhì)量）轉(zhuǎn)換成另外一種被測量（輸出）來測量質(zhì)量的力的傳感器。
二,、稱重傳感器的基本原理
彈性體（彈性元件,，敏感梁）在外力作用下產(chǎn)生彈性變形，使粘貼在其表面的電阻應(yīng)變片（轉(zhuǎn)換元件）同時產(chǎn)生變形,。電阻應(yīng)變片變形后,，其阻值將發(fā)生變化（增大或減小）,，再經(jīng)相應(yīng)的測量電路把這一電阻變化轉(zhuǎn)換為電信號,，從而完成了將外力變換為電信號的過程。
由此可見,，電阻應(yīng)變片,、彈性體和檢測電路是電阻應(yīng)變式稱重傳感器中*的幾個主要部分。下面就這三方面簡要論述,。
1,、電阻應(yīng)變片
電阻應(yīng)變片是把一根電阻絲機(jī)械地分布在一塊有機(jī)材料制成的基底上。電阻應(yīng)變片的一個重要參數(shù)是靈敏系數(shù)K,。當(dāng)其兩端受F力作用時，將會伸長,，也就是說產(chǎn)生變形,。伸長時，其橫截面積則縮小,，截面圓半徑則減少,。電阻應(yīng)變片的電阻變化率（電阻相對變化）和
電阻絲伸長率（長度相對變化）之間成比例的關(guān)系。
需要說明的是：靈敏度系數(shù)K是由制作金屬電阻絲材料的性質(zhì)決定的一個常數(shù),，與應(yīng)變片的形狀,、尺寸大小無關(guān),。不同的材料的K值一般在1.7—3.6之間。其次K值是一個無因次量,，沒有量綱,。
在材料力學(xué)中ΔL/L稱作為應(yīng)變，記作ε,，用它來表示彈性往往顯得太大,，很不方便，常常把它的百萬分之一作為單位,，記作με,。
2、彈性體
彈性體是一個有特殊形狀的結(jié)構(gòu)件,。其功能有兩個,，首先承受稱重傳感器所受的外力，對外力產(chǎn)生反作用力,，達(dá)到相對靜平衡,；其次，提供一個高品質(zhì)的應(yīng)變場（區(qū)）,，使粘貼在此區(qū)的電阻應(yīng)變片比較理想地完成電信號的轉(zhuǎn)換任務(wù),。
3、檢測電路
檢測電路的功能是把電阻應(yīng)變片的阻值變化轉(zhuǎn)變成為電壓輸出,。因?yàn)榛菟沟请姌蚓哂泻芏鄡?yōu)點(diǎn),，如可以抑制溫度變化的影響，可以抑制側(cè)向力干擾,，可以比較方便地解決稱重傳感器的補(bǔ)償問題等,，所以惠斯登電橋在稱重傳感器中得到了廣泛的應(yīng)用。
稱重傳感器均采用全橋式等臂電橋,，主要是因?yàn)槿珮蚴降缺垭姌虻撵`敏度最高,，各臂參數(shù)一致，各種干擾的影響容易相互抵消,。
三,、如何選用稱重傳感器
稱重傳感器被喻為電子衡器的心臟，它的性能在很大程度上決定了電子衡器的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性,。在設(shè)計電子衡器時,，經(jīng)常要遇到如何選用傳感器的問題。
稱重傳感器實(shí)際上是一種將質(zhì)量信號轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y量的電信號輸出的裝置,。傳感器所處的實(shí)際工作環(huán)境,，正確選用傳感器至關(guān)重要，它關(guān)系到傳感器能否正常工作以及它的安全和使用壽命,，乃至整個衡器的可靠性和安全性,。
傳感器量程的選擇可依據(jù)秤的最大稱量值,、選用傳感器的個數(shù)、秤體的自重,、可能產(chǎn)生的最大偏載及動載等因素綜合評價來確定,。一般來說，傳感器的量程越接近分配到每個傳感器的載荷,，其稱量的準(zhǔn)確度就越高,。但在實(shí)際使用時，由于加在傳感器上的載荷除被稱物體外,，還存在秤體自重,、皮重、偏載及振動沖擊等載荷,，因此選用傳感器量程時,，要考慮諸多方面的因素，保證傳感器的安全和壽命,。
根據(jù)經(jīng)驗(yàn),，一般應(yīng)使傳感器在其30%～70%量程內(nèi)工作。但對于一些在使用過程中存在較大沖擊力的衡器,，如動態(tài)軌道衡,、動態(tài)汽車衡、鋼材秤等,，在選用傳感器時,，一般要擴(kuò)大其量程，使傳感器在其量程的20%～30%之內(nèi)工作,，使傳感器的稱量儲備量程增大,，以保證傳感器的使用安全和壽命。傳感器型式的選擇主要取決于稱量的類型和安裝空間,，保證安裝合適,，稱量安全可靠；另一方面,，要考慮傳感器生產(chǎn)廠家的建議,。廠家一般會根據(jù)傳感器的受力情況、性能指標(biāo),、安裝形式,、結(jié)構(gòu)型式、彈性體的材質(zhì)等特點(diǎn)規(guī)定傳感器的適用范圍,，比如鋁式懸臂梁傳感器適用于計價秤、平臺秤,、案秤等,，鋼式懸臂梁傳感器適用于料斗秤,、電子皮帶秤、分選秤等,，鋼質(zhì)橋式傳感器適用于軌道衡,、汽車衡、天車秤等,，柱式傳感器適用于汽車衡,、動態(tài)軌道衡、大噸位料斗秤等,。
此外,，選用的傳感器須滿足儀表輸入靈敏度的要求，須能夠與所選儀表匹配,，滿足整臺電子秤準(zhǔn)確度的要求,。一臺電子秤主要是由機(jī)械機(jī)構(gòu)、傳感器,、儀表三部分組成,，在對傳感器準(zhǔn)確度選擇的時候，應(yīng)使傳感器的準(zhǔn)確度略高于理論計算值,，因?yàn)槔碚撏艿娇陀^條件的限制,，如機(jī)械結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、儀表的性能,、秤的工作環(huán)境惡劣程度等因素都直接影響到秤的準(zhǔn)確度,。因此要從各方面提高要求，兼顧經(jīng)濟(jì)效益,，確保達(dá)到目的,。
四、稱重傳感器的分類
A. 按受力方式分
壓式
拉式
拉壓式
梁式
B. 按彈性體材料分
不銹鋼：主要應(yīng)用在食品,、化工,、醫(yī)藥等有腐蝕性環(huán)境的場所；
合金鋼：腐蝕性環(huán)境場所,；
鋁合金：一般使用在量程小,、價格低的市場。
C. 按輸出數(shù)據(jù)類別分
模擬傳感器：輸出為模擬量信號,；
數(shù)字傳感器：輸出為數(shù)字編碼,。
D. 按適用溫度分
常溫：使用在常規(guī)場所，對溫度沒有特殊要求,；
高溫：使用在冶金,、核電等溫度較高（一般在100℃以上）的環(huán)境；
E. 按精度
可查閱GB/T7551-1997《稱重傳感器》
f.按外型結(jié)構(gòu)分
柱式
S型
輪輻式
梁式
單點(diǎn)式等
五、稱重傳感器的基本應(yīng)用
稱重傳感器主要應(yīng)用在各種電子衡器,、工業(yè)控制領(lǐng)域,、在線控制、安全過載報警,、材料試驗(yàn)機(jī)等領(lǐng)域,。如電子汽車衡、電子臺秤,、電子叉車,、動態(tài)軸重秤、電子吊鉤秤,、電子計價秤,、電子鋼材秤、電子軌道衡,、料斗秤,、配料秤、罐裝秤等,。