稱(chēng)重傳感器實(shí)際上是一種將質(zhì)量信號轉變?yōu)榭蓽y量的電信號輸出的裝置。用傳感器應先要考慮傳感器所處的實(shí)際工作環(huán)境，這點(diǎn)對正確選用稱(chēng)重傳感器至關(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(gè)衡器的可靠性和安全性。在稱(chēng)重傳感器主要技術(shù)指標的基本概念和評價(jià)方法上，新舊國標有質(zhì)的差異。主要有S型、懸臂型、輪輻式、板環(huán)式、膜盒式、橋式、柱筒式等幾種樣式。

基本簡(jiǎn)介編輯

舊國標將應用對象和使用環(huán)境條件完全不同的稱(chēng)重和測力兩種傳感器合二為一來(lái)考慮，對試驗和評價(jià)方法未給予區分。舊國標共有21項指標，均在常溫下進(jìn)行試驗；并用非線(xiàn)性、滯后誤差、重復性誤差、蠕變、零點(diǎn)溫度附加誤差以及額定輸出溫度附加誤差6項指標中的最大誤差，來(lái)確定稱(chēng)重傳感器準確度等級，分別用0.02、0.03、0.05表示。

柱式稱(chēng)重傳感器

衡器上使用的一種力傳感器。它能將作用在被測物體上的重力按一

傳感器結構圖

定比例轉換成可計量的輸出信號?？紤]到不同使用地點(diǎn)的重力加速度和空氣浮力對轉換的影響，稱(chēng)重傳感器的性能指標主要有線(xiàn)性誤差、滯后誤差、重復性誤差、蠕變、零點(diǎn)溫度特性和靈敏度溫度特性等。在各種衡器和質(zhì)量計量系統中，通常用綜合誤差帶來(lái)綜合控制傳感器準確度，并將綜合誤差帶與衡器誤差帶(圖1)聯(lián)系起來(lái)，以便選用對應于某一準確度衡器的稱(chēng)重傳感器。國際法制計量組織(OIML)規定，傳感器的誤差帶δ占衡器誤差帶Δ的70%，稱(chēng)重傳感器的線(xiàn)性誤差、滯后誤差以及在規定溫度范圍內由于溫度對靈敏度的影響所引起的誤差等的總和不能超過(guò)誤差帶δ。這就允許制造廠(chǎng)對構成計量總誤差的各個(gè)分量進(jìn)行調整，從而獲得期望的準確度[1]。

分類(lèi)編輯

稱(chēng)重傳感器按轉換方法分為光電式、液壓式、電磁力式、電容式、磁極變形式、振動(dòng)式、陀螺儀式、電阻應變式等8類(lèi)，以電阻應變式使用最廣。

光電式

包括光柵式和碼盤(pán)式兩種。

光柵式傳感器利用光柵形成的莫爾條紋把角位移轉換成光電信號（圖2）。光柵有兩塊，一為固定光柵，另一為裝在表盤(pán)軸上的移動(dòng)光柵。加在承重臺上的被測物通過(guò)傳力杠桿系統使表盤(pán)軸旋轉，帶動(dòng)移動(dòng)光柵轉動(dòng)，使莫爾條紋也隨之移動(dòng)。利用光電管、轉換電路和顯示儀表，即可計算出移過(guò)的莫爾條紋數量，測出光柵轉動(dòng)角的大小，從而確定和讀出被測物質(zhì)量。

碼盤(pán)式傳感器（圖3）的碼盤(pán)（符號板）是一塊裝在表盤(pán)軸上的透明玻璃，上面帶有按一定編碼方法編定的黑白相間的代碼。加在承重臺上的被測物通過(guò)傳力杠桿使表盤(pán)軸旋轉時(shí)，碼盤(pán)也隨之轉過(guò)一定角度。光電池將透過(guò)碼盤(pán)接受光信號并轉換成電信號，然后由電路進(jìn)行數字處理，最后在顯示器上顯示出代表被測質(zhì)量的數字。光電式傳感器曾主要用在機電結合秤上。

液壓式

如圖4所示，在受被測物重力P作用時(shí)，液壓油的壓力增大，增大的程度與P成正比。測出壓力的增大值，即可確定被測物的質(zhì)量。液壓式傳感器結構簡(jiǎn)單而牢固，測量范圍大，但準確度一般不超過(guò)1/100。

電容式

它利用電容器振蕩電路的振蕩頻率f與極板間距d 的正比例關(guān)系工作(圖6 )。極板有兩塊，一塊固定不動(dòng)，另一塊可移動(dòng)。在承重臺加載被測物時(shí)，板簧撓曲，兩極板之間的距離發(fā)生變化，電路的振蕩頻率也隨之變化。測出頻率的變化即可求出承重臺上被測物的質(zhì)量。電容式傳感器耗電量少，造價(jià)低，準確度為1/200～1/500。

主要優(yōu)點(diǎn)

電阻、電感和電容是電子技術(shù)中的三大類(lèi)無(wú)源元件，電容式傳感器是將被測量的變化轉換成電容量變化的傳感器，它實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)具有可變參數的電容器。

電容式傳感器具有下列優(yōu)點(diǎn)：

(1)高阻抗，小功率，僅需很低的輸入能量。

(2)可獲得較大的變化量，從而具有較高的信噪比和系統穩定性。

(3)動(dòng)態(tài)響應快，工作頻率可達幾兆赫，稠b接觸測量，被測物是導體或半導體均可。

(4)結構簡(jiǎn)單．適應性強，可在高低溫、強輻射等惡劣的環(huán)境下工作，應用較廣。

隨著(zhù)電子技術(shù)及計算機技術(shù)的發(fā)展，電容式傳感器所存在的易受干擾和易受分布電容影響等缺點(diǎn)不斷得以克服，而且還開(kāi)發(fā)出容柵位移傳感器和集成電容式傳感器：因此它在非電量測量和自動(dòng)檢測中得到廣泛應用，可測量壓力、位移、轉速、加速度、A度、厚度、液位、濕度、振動(dòng)、成分含量等參數。電容式傳感器有著(zhù)很好的發(fā)展前景。

主要缺點(diǎn)缺點(diǎn)一：輸出阻抗高，負載能力差

缺點(diǎn)二：輸出特性非線(xiàn)性

缺點(diǎn)三：寄生電容影響大

電磁力式

它利用承重臺上的負荷與電磁力相平衡的原理工作（圖5）。當承重臺上放有被測物時(shí)，杠桿的一端向上傾斜；光電件檢測出傾斜度信號，經(jīng)放大后流入線(xiàn)圈，產(chǎn)生電磁力，使杠桿恢復至平衡狀態(tài)。對產(chǎn)生電磁平衡力的電流進(jìn)行數字轉換，即可確定被測物質(zhì)量。電磁力式傳感器準確度高，可達1/2000～1/60000，但稱(chēng)量范圍僅在幾十毫克至10千克之間。

磁極變形式

如圖7所示，鐵磁元件在被測物重力作用下發(fā)生機械變形時(shí)，內部產(chǎn)生應力并引起導磁率變化，使繞在鐵磁元件（磁極）兩側的次級線(xiàn)圈的感應電壓也隨之變化。測量出電壓的變化量即可求出加到磁極上的力，進(jìn)而確定被測物的質(zhì)量。磁極變形式傳感器的準確度不高，一般為1/100，適用于大噸位稱(chēng)量工作，稱(chēng)量范圍為幾十至幾萬(wàn)千克。

振動(dòng)式

彈性元件受力后，其固有振動(dòng)頻率與作用力的平方根成正比。測出固有頻率的變化，即可求出被測物作用在彈性元件上的力，進(jìn)而求出其質(zhì)量。振動(dòng)式傳感器有振弦式和音叉式兩種。

振弦式傳感器的彈性元件是弦絲。當承重臺上加有被測物時(shí)，V形弦絲的交點(diǎn)被拉向下，且左弦的拉力增大，右弦的拉力減小。兩根弦的固有頻率發(fā)生不同的變化。求出兩根弦的頻率之差，即可求出被測物的質(zhì)量。振弦式傳感器的準確度較高，可達1/1000～1/10000，稱(chēng)量范圍為100克至幾百千克，但結構復雜，加工難度大，造價(jià)高。

音叉式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(shí)，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(jìn)而求出重物質(zhì)量。音叉式傳感器耗電量小，計量準確度高達1/10000～1/200000，稱(chēng)量范圍為500g～10kg。

陀螺儀式

如圖10所示，轉子裝在內框架中，以角速度ω繞X軸穩定旋轉。內框架經(jīng)軸承與外框架聯(lián)接，并可繞水平軸 Y 傾斜轉動(dòng)。外框架經(jīng)萬(wàn)向聯(lián)軸節與機座聯(lián)接，并可繞垂直軸Z 旋轉。轉子軸 (X軸)在未受外力作用時(shí)保持水平狀態(tài)。轉子軸的一端在受到外力(P/2)作用時(shí)，產(chǎn)生傾斜而繞垂直軸Z 轉動(dòng)（進(jìn)動(dòng)）。進(jìn)動(dòng)角速度ω與外力P/2成正比，通過(guò)檢測頻率的方法測出ω，即可求出外力大小，進(jìn)而求出產(chǎn)生此外力的被測物的質(zhì)量。

陀螺儀式傳感器響應時(shí)間快(5秒)，無(wú)滯后現象，溫度特性好（3ppm）， 振動(dòng)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)。

電阻應變式

利用電阻應變片變形時(shí)其電阻也隨之改變的原理工作（圖11）。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。

板環(huán)式

板環(huán)式稱(chēng)重傳感器的結構具有明確的應力流線(xiàn)分布、輸出靈敏度高、彈性體為一整體、結構簡(jiǎn)單、受力狀態(tài)穩定、易于加工等優(yōu)點(diǎn)。目前在傳感器生產(chǎn)中還占著(zhù)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(shí)把它看作為圓環(huán)式彈性體進(jìn)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(shí)往往還會(huì )出現較大的非線(xiàn)性誤差。板環(huán)式稱(chēng)重傳感器用途與特點(diǎn)：結構緊湊、防護性能好。精度高、長(cháng)期穩定性好。適用于吊鉤秤、機電結合秤及其它力值的測

數字式

1.定義

數字稱(chēng)重傳感器是一種能將重力轉變?yōu)殡娦盘柕牧?電轉換裝置，它主要是指集電阻應變式稱(chēng)重傳感器、電子放大器（英文簡(jiǎn)稱(chēng)AMC）、模數轉換技術(shù)（英文簡(jiǎn)稱(chēng)ADC）、微處理器（簡(jiǎn)稱(chēng)MCU）于一體的新型傳感器。

2.特點(diǎn)和應用

數字稱(chēng)重傳感器和數字計量?jì)x表技術(shù)的發(fā)展已逐漸成為稱(chēng)重技術(shù)領(lǐng)域的新寵，其以調試簡(jiǎn)便高效、適應現場(chǎng)能力強等優(yōu)勢正在該領(lǐng)域嶄露頭角。

3.S型定義

S型稱(chēng)重傳感器

S型稱(chēng)重傳感器如圖所示是傳感器中最為常見(jiàn)的一種傳感器,主要用于測固體間的拉力和壓力，通用也人們也稱(chēng)之為拉壓力傳感器，因為它的外形像S形狀，所以習慣上也稱(chēng)S型稱(chēng)重傳感器，此傳感器采用合金鋼材質(zhì)，膠密封防護處理，安裝容易，使用方便，適用于吊秤，配料秤，機改秤等電子測力稱(chēng)重系統。

構成編輯

1、敏感元件

直接感受被測量(質(zhì)量)并輸出與被測量有確定關(guān)系的其他量的元件。如電阻應變式稱(chēng)重傳感器的彈性體，是將被測物體的質(zhì)量轉變?yōu)樾巫?電容式稱(chēng)重傳感器的彈性體將被測的質(zhì)量轉變?yōu)槲灰啤?/span>

2、變換元件

又稱(chēng)傳感元件，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(chēng)重傳感器的電阻應變計(或稱(chēng)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(chēng)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(shí)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(chēng)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(shí)輸出電量。

3、測量元件

將變換元件的輸出變換為電信號，為進(jìn)一步傳輸、處理、顯示、記錄或控制提供方便。如電阻應變式稱(chēng)重傳感器中的電橋電路，壓電式稱(chēng)重傳感器的電荷前置放大器。

4、輔助電源

為傳感器的電信號輸出提供能量。一般稱(chēng)重傳感器均需外鏈電源才能工作。因此，作為一個(gè)產(chǎn)品必須標明供電的要求，但不作為稱(chēng)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。

原理編輯

電阻應變式稱(chēng)重傳感器是基于這樣一個(gè)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，使粘貼在它表面的電阻應變片（轉換元件）也隨同產(chǎn)生變形，電阻應變片變形后，它的阻值將發(fā)生變化（增大或減?。?，再經(jīng)相應的測量電路把這一電阻變化轉換為電信號（電壓或電流），從而完成了將外力變換為電信號的過(guò)程。

由此可見(jiàn)，電阻應變片、彈性體和檢測電路是電阻應變式稱(chēng)重傳感器中不可缺少的幾個(gè)主要部分。下面就這三方面簡(jiǎn)要論述。

稱(chēng)重傳感器

一、電阻應變片

電阻應變片是把一根電阻絲機械的分布在一塊有機材料制成的基底上，即成為一片應變片。他的一個(gè)重要參數是靈敏系數K。我們來(lái)介紹一下它的意義。

設有一個(gè)金屬電阻絲，其長(cháng)度為L(cháng)，橫截面是半徑為r的圓形，其面積記作S，其電阻率記作ρ，這種材料的泊松系數是μ。當這根電阻絲未受外力作用時(shí)，它的電阻值為R：

R = ρL/S（Ω） （2—1）

當他的兩端受F力作用時(shí)，將會(huì )伸長(cháng)，也就是說(shuō)產(chǎn)生變形。設其伸長(cháng)ΔL，其橫截面積則縮小，即它的截面圓半徑減少Δr。此外，還可用實(shí)驗證明，此金屬電阻絲在變形后，電阻率也會(huì )有所改變，記作Δρ。

對式（2--1）求全微分，即求出電阻絲伸長(cháng)后，他的電阻值改變了多少。我們有：

ΔR = ΔρL/S + ΔLρ/S –ΔSρL/S2 （2—2）

用式（2--1）去除式（2--2）得到

ΔR/R = Δρ/ρ + ΔL/L – ΔS/S （2—3）

另外，我們知道導線(xiàn)的橫截面積S = πr2，則 Δs = 2πr*Δr，所以

ΔS/S = 2Δr/r （2—4）

從材料力學(xué)我們知道

Δr/r = -μΔL/L （2—5）

其中，負號表示伸長(cháng)時(shí)，半徑方向是縮小的。μ是表示材料橫向效應泊松系數。把式（2—4）（2—5）代入（2--3），有

ΔR/R = Δρ/ρ + ΔL/L + 2μΔL/L

=（1 + 2μ（Δρ/ρ）/（ΔL/L））*ΔL/L

= K *ΔL/L （2--6）

其中

K = 1 + 2μ +（Δρ/ρ）/（ΔL/L） （2--7）

式（2--6））說(shuō)明了電阻應變片的電阻變化率（電阻相對變化）和電阻絲伸長(cháng)率（長(cháng)度相對變化）之間的關(guān)系。

需要說(shuō)明的是：靈敏度系數K值的大小是由制作金屬電阻絲材料的性質(zhì)決定的一個(gè)常數，它和應變片的形狀、尺寸大小無(wú)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(gè)無(wú)因次量，即它沒(méi)有量綱。

在材料力學(xué)中ΔL/L稱(chēng)作為應變，記作ε，用它來(lái)表示彈性往往顯得太大，很不方便

常常把它的百萬(wàn)分之一作為單位，記作με。這樣，式（2--6）常寫(xiě)作：

ΔR/R = Kε (2—8)

二、彈性體

彈性體是一個(gè)有特殊形狀的結構件。它的功能有兩個(gè)，首先是它承受稱(chēng)重傳感器所受的外力，對外力產(chǎn)生反作用力，達到相對靜平衡；其次，它要產(chǎn)生一個(gè)高品質(zhì)的應變場(chǎng)（區），使粘貼在此區的電阻應變片比較理想的完成應變棗電信號的轉換任務(wù)。

以稱(chēng)重傳感器的彈性體為例，來(lái)介紹一下其中的應力分布。

設有一帶有肓孔的長(cháng)方體懸臂梁。

肓孔底部中心是承受純剪應力，但其上、下部分將會(huì )出現拉伸和壓縮應力。主應力方向一為拉神，一為壓縮，若把應變片貼在這里，則應變片上半部將受拉伸而阻值增加，而應變片的下半部將受壓縮，阻值減少。下面列出肓孔底部中心點(diǎn)的應變表達式，而不再推導。

ε = （3Q（1+μ）/2Eb）*（B（H2-h2）+bh2）/ （B（H3-h3）+bh3） （2--9）

其中：Q--截面上的剪力；E--揚氏模量：μ—泊松系數；B、b、H、h—為梁的幾何尺寸。

需要說(shuō)明的是，上面分析的應力狀態(tài)均是局部情況，而應變片實(shí)際感受的是平均狀態(tài)。

三、檢測電路

檢測電路的功能是把電阻應變片的電阻變化轉變?yōu)殡妷狠敵?。因為惠斯登電橋具有很多?yōu)點(diǎn)，如可以抑制溫度變化的影響，可以抑制側向力干擾，可以比較方便的解決稱(chēng)重傳感器的補償問(wèn)題等，所以惠斯登電橋在稱(chēng)重傳感器中得到了廣泛的應用。

因為全橋式等臂電橋的靈敏度最高，各臂參數一致，各種干擾的影響容易相互抵銷(xiāo)，所以稱(chēng)重傳感器均采用全橋式等臂電橋。

常用材料編輯

稱(chēng)重傳感器性能的好壞很大程度上取決于制造材料的選擇。稱(chēng)重傳感器材料包括以下幾個(gè)部分：應變片材料、彈性體材料、貼片黏合劑材料、密封膠材料、引線(xiàn)密封材料和引線(xiàn)材料。應變片和電阻元件材料應變片是稱(chēng)重傳感器的感應部分，它將外力的大小轉化為電學(xué)量輸出，是傳感器最重要的組成部分，常用的應變片基材采用高分子薄膜材料，應變材質(zhì)通常為高純度康銅 。應變片的性能不僅僅與基材和康銅純度有關(guān)，還與制造工藝有關(guān)。提高工藝技術(shù)水平也是改善傳感器性能一個(gè)很重要的方面。彈性體材料稱(chēng)重傳感器彈性體的作用是傳遞外力，它必須具有在受到相同力大小的時(shí)候，產(chǎn)生形變一樣，因為應變片就粘貼在彈性體上面，彈性體的形變就是應變片的形變；同時(shí)它還須具有復位性，在外力消失的時(shí)候，可以自動(dòng)復位。彈性體材料通常選擇各樣金屬，主要有鋁合金、不銹鋼和合金鋼等等。貼片黏合劑材料貼片黏合劑是把應變片和彈性體牢牢固定在一起，使它們產(chǎn)生的形變永遠一致。由此可見(jiàn)，貼片黏合劑也是一個(gè)重要部件。21世紀初，使用叫多的貼片黏合劑是雙組分高分子環(huán)氧系列黏合劑。21世紀初，它的性能與它自身的純度、混合方式、儲存時(shí)間、固化方式、固化時(shí)間等關(guān)系很大，在使用之前按要仔細看它的詳細介紹。密封膠材料早期的稱(chēng)重傳感器密封都采用密封膠，后來(lái)由于制造技術(shù)的發(fā)展，用焊接技術(shù)可以提高極大傳感器的穩定性和使用壽命。雖然21世紀初很多采用了焊接技術(shù)，但是某些重要部位還需涂抹一些密封膠。密封膠一般都采用硅膠，硅膠具有穩定性好的優(yōu)點(diǎn)，可以防潮、防腐蝕，絕緣性能也非常好。引線(xiàn)密封和引線(xiàn)材料傳感器輸出引線(xiàn)如果不固定的話(huà)，會(huì )發(fā)生損壞或松動(dòng)，導致信號不穩定或沒(méi)有輸出。21世紀初傳感器輸出都采用連接器的方式，連接器的材質(zhì)和緊固力度也會(huì )給輸出帶來(lái)影響。最好采用連接器跟密封膠配合使用。內部引線(xiàn)也需要固定，防止其到處移動(dòng)。引線(xiàn)的質(zhì)量也很重要，其材質(zhì)性能從高到低的排列順序依次為鍍銀、銅線(xiàn)和鋁線(xiàn)。如果周?chē)哳l信號、無(wú)線(xiàn)電波干擾嚴重的話(huà)，還需采用屏蔽電纜；在腐蝕性環(huán)境和易燃易爆場(chǎng)合則需要采用防腐防阻燃和防爆電纜，外加套管進(jìn)行保護。[2]

安裝注意事項編輯

1、稱(chēng)重傳感器要輕拿輕放，尤其對于用合金鋁材料作為彈性體的小容量傳感器，任何振動(dòng)造成的沖擊或者跌落，都很有可能造成很大的輸出誤差。

2、設計加載裝置及安裝時(shí)應保證加載力的作用稱(chēng)重傳感器受力軸線(xiàn)重合，使傾斜負荷和偏心負荷的影響減至最小。

3、在水平調整方面。如果使用的是稱(chēng)重傳感器的話(huà)，其底座的安裝平面要使用水平儀調整直到水平；如果是多個(gè)傳感器同時(shí)測量的情況，那么它們底座的安裝面要盡量保持在一個(gè)水平面上，這樣做的目的主要是為了保證每個(gè)傳感器所承受的力量基本一致。

4、按照其說(shuō)明中稱(chēng)重傳感器的量程選定來(lái)確定所用傳感器的額定載荷。

5、為防止化學(xué)腐蝕．安裝時(shí)宜用凡士林涂稱(chēng)重傳感器外表面。應避免陽(yáng)光直曬和環(huán)境溫度劇變的場(chǎng)臺使用。

6、在稱(chēng)重傳感器加載裝置兩端加接銅編織線(xiàn)做的旁路器。

7、電纜線(xiàn)不宜自行加長(cháng)，在確實(shí)需加長(cháng)時(shí)應在接頭處錫焊，并加防潮密封膠。

8、在稱(chēng)重傳感器周?chē)詈貌捎靡恍醢灏褌鞲衅髡制饋?lái)。這樣做的目的可防止雜物掉進(jìn)傳感器的運動(dòng)部分，影響其測量精度。

9、傳感器的電纜線(xiàn)應遠離強動(dòng)力電源線(xiàn)或有脈沖波的場(chǎng)所，無(wú)法避競時(shí)應把稱(chēng)重傳感器的電纜線(xiàn)單獨穿入鐵管內，并盡量縮短連接距離。

10、按其說(shuō)明中的稱(chēng)重傳感器量程選定來(lái)確定所用傳感器的額定載荷，稱(chēng)重傳感器雖然本身具備一定的過(guò)載能力，但在安裝和使用過(guò)程中應盡量避免此種情況。有時(shí)短時(shí)間的超載，也可能會(huì )造成傳感器永久損壞。

11、在高度精度使用場(chǎng)合，應使/稱(chēng)重傳感器和儀表在預熱30分鐘后使用。

應用編輯

在高速公路的入口處建造載重檢測支路，當載重卡車(chē)駛過(guò)動(dòng)態(tài)稱(chēng)重橋時(shí)，稱(chēng)重傳感器和電子稱(chēng)即自行檢查判斷，同時(shí)給出信號控制交通信號燈。這樣我們就能很好的知道車(chē)輛有沒(méi)有超重，從而考慮要不要此車(chē)輛通行。這種應用在高速路上的稱(chēng)重傳感器要求量程大，精度要求不是特別高，但是長(cháng)期穩定性必須好，隨著(zhù)傳感器和其它電子設備的發(fā)展，將會(huì )越來(lái)越智能化，從而實(shí)現無(wú)人控制就能阻止超重車(chē)輛通過(guò)，還能能車(chē)輛按重量收費。

接線(xiàn)方法編輯

稱(chēng)重傳感器的出線(xiàn)方式有4線(xiàn)和6線(xiàn)兩種，模塊或稱(chēng)重變送器的接線(xiàn)也有4線(xiàn)和6線(xiàn)兩種，要接4線(xiàn)還是6線(xiàn)首先要看你的硬件要求是怎樣的，原則是：傳感器能接6線(xiàn)的不接4線(xiàn)，必須接4線(xiàn)的就要進(jìn)行短接。一般的稱(chēng)重傳感器都是六線(xiàn)制的，當接成四線(xiàn)制時(shí)，電源線(xiàn)（EXC-，EXC+）與反饋線(xiàn)（SEN-，SEN+）就分別短接了。SEN+和SEN-是補償線(xiàn)路電阻用的。SEN+和EXC+是通路的，SEN-和EXC-是通路的。EXC+和EXC-是給稱(chēng)重傳感器供電的，但是由于稱(chēng)重模塊和傳感器之間的線(xiàn)路損耗，實(shí)際上傳感器接收到的電壓會(huì )小于供電電壓。每個(gè)稱(chēng)重傳感器都有一個(gè)mV/V的特性，它輸出的mV信號與接收到的電壓密切相關(guān)，SENS+和SENS-實(shí)際上是稱(chēng)重傳感器內的一個(gè)高阻抗回路，可以將稱(chēng)重模塊實(shí)際接收到的電壓反饋給稱(chēng)重模塊。假設EXC+和EXC-為10V,線(xiàn)路損耗，傳感器2mV/V，實(shí)際上傳感器輸出最大信號為（）*2=19mV，而不是20mV。此時(shí)稱(chēng)重傳感器內部就會(huì )把19mV作為最大量程，前提是傳感器必須通過(guò)反饋回路把實(shí)際電壓反饋給稱(chēng)重模塊。在稱(chēng)重傳感器上將EXC+與 SENS+短接，EXC-與SENS-短接，僅限于傳感器與稱(chēng)重模塊距離較近，電壓損耗非常小的場(chǎng)合，否則測量存在誤差。

工作過(guò)程編輯

在測量過(guò)程中，重量加載到稱(chēng)重傳感器的彈性體上會(huì )引起塑性變形。

電阻應變式稱(chēng)重傳感器的工作過(guò)程

應變 (正向和負向) 通過(guò)安裝在彈性體上的應變片轉換為電子信號。

儀表應用編輯

稱(chēng)重儀表也叫稱(chēng)重顯示控制儀表，是將稱(chēng)重傳感器信號（或再通過(guò)重量變送器）轉換為重量數字顯示，并可對重量數據進(jìn)行儲存、統計、打印的電子設備，常用于工農業(yè)生產(chǎn)中的自動(dòng)化配料，稱(chēng)重，以提高生產(chǎn)效率。

在工企業(yè)中應用的稱(chēng)重儀表性能指標通常用精確度（又稱(chēng)精度）、變差、敏銳度來(lái)形貌。儀表工校驗儀表通常也是調校精確度，變差和敏銳度三項。

1.變差是指稱(chēng)重儀表被測變量（可明白為輸入信號）多次從差異偏向到達同一數值時(shí)，儀表指示值之間的最大差值，大概說(shuō)是儀表在外界條件穩固的環(huán)境下，被測參數由小到大變革（正向特性）和被測參數由大到小變革（反向特性）不劃一的程度，兩者之差即為儀表變差?？煽啃?稱(chēng)重控制儀表可靠性是化工企業(yè)儀表工所尋求的另一緊張性能指標?？煽啃院蛢x表維護量是相反相成的，儀表可靠性高闡明儀表維護量小，反之儀表可靠性差，儀表維護量就大。對付化工企業(yè)檢測與進(jìn)程控制儀表，大部門(mén)安置在工藝管道、種種塔、釜、罐、器上.

2.稱(chēng)重儀表在稱(chēng)重傳感器中的穩固性 在劃定事情條件內，稱(chēng)重儀表某些性能隨時(shí)間連結穩固的本領(lǐng)稱(chēng)為穩固性（度）。儀表穩固性是化工企業(yè)儀表工非常體貼的一天性能指標。由于化工企業(yè)利用儀表的環(huán)境相比擬力惡劣，被測量的介質(zhì)溫度、壓力變革也相比擬力大，在這種環(huán)境中投入儀表利用，儀表的某些部件隨時(shí)間連結穩固的本領(lǐng)會(huì )低沉，儀表的穩固性會(huì )降落。徇或表征儀表穩固性尚未有定量值，化工企業(yè)通常用儀表零漂移來(lái)衡量?jì)x表的穩固性。稱(chēng)重儀表穩固性的優(yōu)劣直接干系到儀表的利用范疇，偶然直接影響化工生產(chǎn)，穩固性不好造成的影響每每雙儀表精度降落對化工生產(chǎn)的影響還要大。穩固性不好儀表維護量也大，是儀表工最不盼望出現的事情。

3.稱(chēng)重儀表的 敏銳度偶然也稱(chēng)"放大比"，也是儀表靜特性貼切線(xiàn)上各點(diǎn)的斜率。增長(cháng)放大倍數可以提高儀表敏銳度，單純加大敏銳度并不變化儀表的基天性能，即稱(chēng)重儀表精度并沒(méi)有提高，相反偶然會(huì )出現振蕩征象，造成輸出不穩固。儀表敏銳度應連結恰當的量。

對于大部分客戶(hù)來(lái)講，儀表精度雖然是一個(gè)緊張指標，但在實(shí)際利用中，每每更強調儀表的穩固性和可靠性，因為化工企業(yè)檢測與進(jìn)程控制儀表用于計量的為數不多，而大量的是用于檢測。別的，利用在進(jìn)程控制體系中的檢測儀表其穩固性、可靠性比精度更為緊張。

隨著(zhù)儀表更新?lián)Q代，特別是微電子技能引入稱(chēng)重儀表制造行業(yè)，使儀表可告性大大提高。儀表生產(chǎn)廠(chǎng)商對這天性能指標也越來(lái)越珍視，通常用平均無(wú)妨礙時(shí)間MTBF來(lái)形貌儀表的可靠性。一臺全智能稱(chēng)重變送器的MTBF比一樣平常非智能儀表如電動(dòng)Ⅲ變送器要高10倍左右。稱(chēng)重儀表在使用前要與稱(chēng)重傳感器配套進(jìn)行數字標定。標定實(shí)際上就是用標準砝碼對衡器進(jìn)行校準。標定后的儀表內部保存有相對于這一組傳感器的標定系數。有了這個(gè)系數后，儀表才可以把稱(chēng)重傳感器的模擬信號轉變?yōu)橹亓繑底诛@示。

TJH-2A平行梁傳感器

市場(chǎng)前景編輯

傳感器市場(chǎng)報告顯示，2008年全球傳感器市場(chǎng)容量為506億美元，預計2010年全球傳感器市場(chǎng)可達600億美元以上。調查顯示，東歐、亞太區和加拿大成為傳感器市場(chǎng)增長(cháng)最快的地區，而美國、德國、日本依舊是傳感器市場(chǎng)分布最大的地區。就世界范圍而言，傳感器市場(chǎng)上增長(cháng)最快的依舊是汽車(chē)市場(chǎng)，占第二位的是過(guò)程控制市場(chǎng)，看好通訊市場(chǎng)前景。

一些傳感器市場(chǎng)比如壓力傳感器、溫度傳感器、流量傳感器、水平傳感器已表現出成熟市場(chǎng)的特征。流量傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器的市場(chǎng)規模最大，分別占到整個(gè)傳感器市場(chǎng)的21%、19%和14%。傳感器市場(chǎng)的主要增長(cháng)來(lái)自于無(wú)線(xiàn)傳感器、MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystems，微機電系統)傳感器、生物傳感器等新興傳感器。其中，無(wú)線(xiàn)傳感器在2007-2010年復合年增長(cháng)率預計會(huì )超過(guò)25%。

全球的傳感器市場(chǎng)在不斷變化的創(chuàng )新之中呈現出快速增長(cháng)的趨勢。有關(guān)專(zhuān)家指出，傳感器領(lǐng)域的主要技術(shù)將在現有基礎上予以延伸和提高，各國將競相加速新一代傳感器的開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，競爭也將日益激烈。新技術(shù)的發(fā)展將重新定義未來(lái)的傳感器市場(chǎng)，比如無(wú)線(xiàn)傳感器、光纖傳感器、智能傳感器和金屬氧化傳感器等新型傳感器的出現與市場(chǎng)份額的擴大。

選擇編輯

另外，稱(chēng)重傳感器的靈敏度、最大分度數、最小檢定分度值等也是傳感器選用中必須考慮的指標。

傳感器的數量和量程

傳感器數量的選擇是根據電子衡器的用途、秤體需要支撐的點(diǎn)數(支撐點(diǎn)數應根據秤體幾何重心和實(shí)際重心重合的原則而確定)而定。一般來(lái)說(shuō)秤體有幾個(gè)支撐點(diǎn)就選用幾只傳感器。

傳感器的量程選擇可依據秤的最大稱(chēng)量值、選用傳感器的個(gè)數、秤體自重、可產(chǎn)生的最大偏載及動(dòng)載因素綜合評價(jià)來(lái)決定。下面給出一個(gè)經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗驗證的經(jīng)驗公式。

公式如下：

C=K0×K1×K2×K3(Wmax+W)/N

式中 C一單個(gè)傳感器的額定量程

W一秤體自重

Wmax一被稱(chēng)物體凈重的最大值

N一秤體所采用支撐點(diǎn)的數量

K0一保險系數，一般取1.2～1.3之間

K1一沖擊系數

K2一秤體的重心偏移系數

K3一風(fēng)壓系數

使用環(huán)境

稱(chēng)重傳感器實(shí)際上是一種將質(zhì)量信號轉換成可測量的電信號輸出裝置。用傳感器首先要考慮傳感器所處的實(shí)際工作環(huán)境，這點(diǎn)對于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(gè)衡器的可靠性和安全性。一般情況下，高溫環(huán)境對傳感器造成涂覆材料融化、焊點(diǎn)開(kāi)化、彈性體內應力發(fā)生結構變化等問(wèn)題；粉塵、潮濕對傳感器造成短路的影響；在腐蝕性較高的環(huán)境下會(huì )造成傳感器彈性體受損或產(chǎn)生短路現象；電磁場(chǎng)對傳感器輸出會(huì )產(chǎn)生干擾。相應的環(huán)境因素下我們必須選擇對應的稱(chēng)重傳感器才能滿(mǎn)足必要的稱(chēng)重要求。

準確度等級選擇

稱(chēng)重傳感器的準確度等級包括傳感器的非線(xiàn)性、蠕變、重復性、滯后、靈敏度等技術(shù)指標。

應用范圍及用途

譬如鋁合金懸臂梁傳感器適合于電子計價(jià)秤、平臺秤、案秤等；鋼式懸臂梁傳感器適用于電子皮帶秤、分選秤等；鋼質(zhì)橋式傳感器適用于軌道衡、汽車(chē)衡等；柱式傳感器適用于汽車(chē)衡、動(dòng)態(tài)軌道衡、大噸位料斗秤等。稱(chēng)重傳感器主要應用在各種電子衡器、工業(yè)控制領(lǐng)域、在線(xiàn)控制、安全過(guò)載報警、材料試驗機等領(lǐng)域。如電子汽車(chē)衡、電子臺秤、電子叉車(chē)、動(dòng)態(tài)軸重秤、電子吊鉤秤、電子計價(jià)秤、電子鋼材秤、電子軌道衡、料斗秤、配料秤、罐裝秤等。

應用編輯

計重收費是車(chē)輛通過(guò)設置在收費站收費車(chē)道前端的動(dòng)態(tài)稱(chēng)重裝置、車(chē)輛分離裝置、車(chē)型識別裝置時(shí)，數據采集處理裝置將采集到的相關(guān)信息傳送至車(chē)道收費計算機，對通行車(chē)輛按軸重或總重的超限情況確定適當收費標準的通行費征收方式。該系統應用到稱(chēng)重傳感器，由于稱(chēng)重傳感器的精準感知使得計重收費變得更加合理。車(chē)輛駛入收費車(chē)道，其輪軸依次壓過(guò)鋪設在車(chē)道路面中的高精度動(dòng)態(tài)軸重儀、輪軸識別器，控制模塊將信號傳輸至數據采集處理器，經(jīng)過(guò)預設的綜合動(dòng)態(tài)數據處理程序，稱(chēng)重數據處理器將計算出每軸軸重、總軸重、總車(chē)重、軸型(單軸、聯(lián)軸)、輪胎類(lèi)型(單雙胎)等信息。安裝在路側的紅外線(xiàn)車(chē)輛分離變頻傳感器可準確判別車(chē)輛是否完全通過(guò)。當車(chē)輛完全離開(kāi)紅外線(xiàn)光幕后，稱(chēng)重數據處理器將稱(chēng)重結果、車(chē)型判別結果等信息傳輸到車(chē)道收費計算機。車(chē)道收費計算機依據計重收費費率對車(chē)輛實(shí)行計重收費，并將車(chē)輛的載重信息和應交納的金額顯示在計重顯示屏上。

新技術(shù)編輯

人們?yōu)榱藦耐饨绔@取信息，必須借助于感覺(jué)器官,而單靠人們自身的感覺(jué)器官，在研究自然現象和規律以及生產(chǎn)活動(dòng)中它們的功能就遠遠不夠了,為適應這種情況，就需要傳感器,因此可以說(shuō)，傳感器是人類(lèi)五官的延長(cháng)，又稱(chēng)之為電五官。

產(chǎn)品缺點(diǎn)編輯

缺點(diǎn)一：輸出阻抗高，負載能力差

電容式稱(chēng)重傳感器的容量受其電極的幾何尺寸等限制不易做得很大，一般為幾十到幾百微法，甚至只有幾個(gè)微法。因此，電容式稱(chēng)重傳感器的輸出阻抗高，因而負載能力差，易受外界干擾影響產(chǎn)生不穩定現象，嚴重時(shí)甚至無(wú)法工作。必須采取妥善的屏蔽措施，從而給設計和使用帶來(lái)不便。容抗大還要求傳感器絕緣部分的電阻值極高，否則絕緣部分將作為旁路電阻而影響儀器的性能，為此還要特別注意周?chē)沫h(huán)境如溫度、清潔度等。若采用高頻供電，可降低電容式稱(chēng)重傳感器的輸出抗阻，但高頻放大、傳感器遠比低頻的復雜，且寄生電容影響大，不易保證工作的穩定性。

缺點(diǎn)二：輸出特性非線(xiàn)性

電容式稱(chēng)重傳感器的輸出特性是非線(xiàn)性的，雖采用差分型來(lái)改善，但不可能完全消除。其他類(lèi)型的電容傳感器只有忽略了電場(chǎng)的邊緣效應時(shí)，輸出特性才呈線(xiàn)性。否則邊緣效應所產(chǎn)生的附加電容量將于傳感器電容器直接疊加，使輸出特性非線(xiàn)性。

缺點(diǎn)三：寄生電容影響大

電容式稱(chēng)重傳感器的初始電容量小，而連接傳感器和電子線(xiàn)路的引線(xiàn)電容、電子線(xiàn)路的雜散電容以及傳感器內板極與周?chē)鷮w構成的電容等所謂寄生電容缺較大，不僅降低了傳感器的靈敏度，而且這些電容常常是隨機變化的，將使儀器工作很不穩定，影響測量精度。因此對電纜的選擇、安裝、接法都有嚴格的要求。例如，采用屏蔽性好、自身分布電容小的高頻電線(xiàn)作為引線(xiàn)，引線(xiàn)粗而短，要保證儀器的雜散電容小而穩定等等，否則不能保證高的測量精度。

應該指出，隨著(zhù)材料、工藝、電子技術(shù),特別是集成技術(shù)的高速發(fā)展，使電容式稱(chēng)重傳感器的優(yōu)點(diǎn)得到發(fā)揚而缺點(diǎn)不斷在克服。電容傳感器正逐漸成為一種高靈敏度、高精度，在動(dòng)態(tài)、低壓及一些特殊測量方面大有發(fā)展前途的傳感器。

五種誤差編輯

1、特性誤差。是由設備本身引起的，包括DC漂移值、斜面的不正確或斜面的非線(xiàn)形。畢竟設備理想的轉移功能特性和真實(shí)特性之間會(huì )存在差距。

2、稱(chēng)重傳感器應用誤差。也就是由操作而產(chǎn)生的誤差，包括探針?lè )胖缅e誤、探針與測量地點(diǎn)之間不正確的絕緣、空氣或其他氣體的凈化過(guò)程中的錯誤、變送器的錯誤放置等多種操作錯誤引發(fā)的誤差。

3、動(dòng)態(tài)誤差。適用于靜態(tài)條件的傳感器會(huì )具有較強的阻尼，因此對輸入參數的改變響應較慢，甚至要數秒才能響應溫度的階躍改變。一些具有延遲特性的稱(chēng)重傳感器會(huì )在對快速改變響應時(shí)產(chǎn)生動(dòng)態(tài)誤差。響應時(shí)間、振幅失真和相位失真都會(huì )導致動(dòng)態(tài)誤差。

4、插入誤差。是由于系統中插入一個(gè)傳感器時(shí)，改變了測量參數而產(chǎn)生的誤差。使用了一個(gè)對系統過(guò)于大的變送器、系統的動(dòng)態(tài)特性過(guò)于遲緩、系統中自加熱加載了過(guò)多的熱能等，都會(huì )導致插入誤差。

5、環(huán)境誤差。稱(chēng)重傳感器使用也會(huì )受溫度、擺動(dòng)、震動(dòng)、海拔、化學(xué)物質(zhì)揮發(fā)等環(huán)境影響，這些因素都極易引發(fā)環(huán)境誤差。

誤差分析編輯

1、稱(chēng)重傳感器運用差錯是操作人員發(fā)生的，這也意味著(zhù)發(fā)生的緣由許多，例如，溫度不同時(shí)發(fā)生的差錯，包羅探針?lè )胖眠^(guò)錯或探針與測量地址之間不正確的絕緣，別的一些應用差錯包羅空氣或其他氣體的凈化過(guò)程中發(fā)生的過(guò)錯，運用差錯也觸及變送器的過(guò)錯放置，因而正或負的壓力將對正確的讀數形成影響。

2、特性差錯為設備自身固有的，它是設備的、公認的搬運功用特性和實(shí)在特性之間的差，這種差錯包羅DC漂移值、斜面的不正確或斜面的非線(xiàn)形。

3、動(dòng)態(tài)差錯許多傳感器的特性和校準都是適用靜態(tài)條件下的，這意味著(zhù)運用的輸入參數是靜態(tài)或類(lèi)似于靜態(tài)的，許多傳感器具有較強阻尼，因而它們不會(huì )對輸入參數的改動(dòng)進(jìn)行疾速呼應，如，熱敏電阻需求數秒才干呼應溫度的階躍改動(dòng)。

4、熱敏電阻不會(huì )當即跳躍至新的阻抗，或發(fā)生驟變，相反，它是慢慢地改動(dòng)為新的值，然后，若是具有推遲特性的稱(chēng)重傳感器對溫度的疾速改動(dòng)進(jìn)行呼應，輸出的波形將失真，由于其間包含了動(dòng)態(tài)差錯。發(fā)生動(dòng)態(tài)差錯的要素有呼應工夫、振幅失真和相位失真。

5、插入差錯是當體系中刺進(jìn)一個(gè)傳感器時(shí)，由于改動(dòng)了測量參數而發(fā)生的差錯，普通是在進(jìn)行電子丈量時(shí)會(huì )呈現這樣的問(wèn)題，但是在其他方法的測量中也會(huì )呈現類(lèi)似問(wèn)題，例如一個(gè)伏特計在回路中測量電壓，它肯定會(huì )有一個(gè)固有阻抗，比回路阻抗要大許多，或許呈現回路負荷，這時(shí)，讀數就會(huì )有很大的差錯，這種類(lèi)型的差錯發(fā)生的緣由是運用了一個(gè)對體系(如，壓力體系)而言過(guò)于大的變送器;或許是體系的動(dòng)態(tài)特性過(guò)于緩慢，或許是體系中自加熱加載了過(guò)多的熱能。

6、環(huán)境差錯來(lái)源于傳感器運用的環(huán)境，稱(chēng)重傳感器要素包羅溫度，或是搖擺、轟動(dòng)、海拔、化學(xué)物質(zhì)蒸發(fā)或其他要素，這些常常影響傳感器的特性，所以在實(shí)踐運用中，這些要素總是被分類(lèi)會(huì )集在一起的。

工作原理編輯

負荷傳感器是稱(chēng)重傳感器、測力傳感器的統稱(chēng)，用單項參數評價(jià)它的計量特性。

電阻應變式稱(chēng)重傳感器主要由彈性元件、電阻應變片、測量電路和傳輸電纜4部分組成。電阻應變片貼在彈性元件上，彈性元件受力變形時(shí)，其上的應變片隨之變形，并導致電阻改變。測量電路測出應變片電阻的變化并變換為與外力大小成比例的電信號輸出。電信號經(jīng)處理后以數字形式顯示出被測物的質(zhì)量。電阻應變式稱(chēng)重傳感器的稱(chēng)量范圍為幾十克至數百?lài)?，計量準確度達1/1000～1/10000，結構較簡(jiǎn)單，可靠性較好。大部分電子衡器都使用這種傳感器。電阻應變式稱(chēng)重傳感器是基于這樣一個(gè)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，使粘貼在他表面的電阻應變片轉換元件也隨同產(chǎn)生變形，電阻應變片變形后，它的阻值將發(fā)生變化增大或減小，再經(jīng)相應的測量電路把這一電阻變化轉換為電信號電壓或電流，從而完成了將外力變換為電信號的過(guò)程。在測量過(guò)程中，重量加載到稱(chēng)重傳感器的彈性體上會(huì )引起塑性變形。電阻應變式稱(chēng)重傳感器的工作過(guò)程應變正向和負向通過(guò)安裝在彈性體上的應變片轉換為電子信號。最簡(jiǎn)單的彎曲梁稱(chēng)重傳感器只有一個(gè)應變片。通常，彈性體和應變片通過(guò)多種方式來(lái)結合，類(lèi)似外殼密封部件等來(lái)保護應變片。

稱(chēng)重傳感器在選用時(shí)要考慮到很多因素，實(shí)際的使用當中我們主要從下列幾個(gè)因素考慮。稱(chēng)重傳感器的量程根據你的用途，稱(chēng)重傳感器的量程選擇可依據秤的最大稱(chēng)量值、選用傳感器的個(gè)數、秤體自重、可產(chǎn)生的最大偏載及動(dòng)載因素綜合評價(jià)來(lái)決定。一般來(lái)講，傳感器的量程越接近分配到每個(gè)傳感器的載荷，其稱(chēng)量的準確度就越高。但是在實(shí)際的使用當中，由于加在傳感器上的載荷除被稱(chēng)物體外，還存在秤體自重、皮重、偏載及振動(dòng)沖擊等載荷，因此選用傳感器時(shí)，要考慮諸多方面的因素，保證傳感器的安全和壽命。其次稱(chēng)重傳感器的準確度等級包括傳感器的非線(xiàn)性、蠕變、重復性、滯后、靈敏度等技術(shù)指標。在選用的時(shí)候不應該盲目追求高等級的傳感器，應該考慮電子衡的準確度等級和成本。一般情況下，選用傳感器的總精度為非線(xiàn)性、不重復性和滯后三項指標的之和的均方根值略高于秤的精度。稱(chēng)重傳感器形式的選擇主要取決于稱(chēng)重的類(lèi)型和安裝空間，保證安裝合適，稱(chēng)重安全可靠；另一方面要考慮廠(chǎng)家的建議。對于傳感器制造廠(chǎng)家來(lái)講，它一般規定了傳感器的受力情況、性能指標、安裝形式、結構形式、彈性體的材質(zhì)等。

稱(chēng)重傳感器基本知識

1、什么是稱(chēng)重傳感器？

稱(chēng)重傳感器是用來(lái)將重量信號或壓力信號轉換成電量信號的轉換裝置。

2、稱(chēng)重傳感器的測量原理是什么？

稱(chēng)重傳感器采用金屬電阻應變片組成測量橋路，利用金屬電阻絲在張力作用下伸長(cháng)變細，電阻增加的原理，即金屬電阻隨所受應變而變化的效應而制成的（應變，就是尺寸的變化）。

3、稱(chēng)重傳感器的構造原理？

金屬電阻具有阻礙電流流動(dòng)的性質(zhì)，即具有電阻（Ω），其阻值依金屬的種類(lèi)而異。同一種金屬絲，一般來(lái)講，越是細長(cháng)，其電阻值就越大。當金屬電阻絲受外力作用而伸縮時(shí)，其電阻值就會(huì )在某一范圍內增減。因此，將金屬絲（或膜）緊貼在被測物體上，而且這種絲或膜又很細或很薄，粘貼又十分完善，那麼，當被測物體受外力而伸縮時(shí)，金屬電阻絲（膜）也會(huì )按比例伸縮，其阻值也會(huì )相應變化。稱(chēng)重傳感器就是將金屬電阻應變片粘貼在金屬稱(chēng)重梁上進(jìn)行測量重量信號的。

4、稱(chēng)重傳感器的外形構造與測重形式？

稱(chēng)重傳感器的外形構造隨被測對象的不同，其外形構造也會(huì )不同。

A、比較常見(jiàn)的稱(chēng)重傳感器的外形構造：

圓柱形（杯柱形）；S形；長(cháng)方形等。

B、測重形式：

壓縮式；伸張式。

圓柱形（杯柱形）一般均為壓縮式測重形式。

S形，長(cháng)方形均為壓縮式，伸張式兩用測重形式。

C、內部金屬稱(chēng)重梁形式：

一般分為單孔或雙孔形式。

D、鶴林公司使用的稱(chēng)重傳感器的外形構造與測重形式：

圓柱形——稱(chēng)重倉（壓縮式），原料粉煤灰秤（壓縮式）。

S形——皮帶秤（壓縮式），包裝機袋重秤（伸張式）。

長(cháng)方形——汽車(chē)衡（壓縮式），軌道衡（壓縮式），煤粉天平秤（伸張式），固體流量計（壓縮式）。

5、稱(chēng)重傳感器的電路組成？

稱(chēng)重傳感器進(jìn)行測量時(shí)，我們需要知道的是應變片受應變時(shí)的電阻變化。通?？偸遣捎脩兤M成橋式電路（惠斯登電橋），將應變片引起的電阻變化轉換成電壓變化來(lái)進(jìn)行測量的。

設：電橋的輸入激勵電壓為Ei, ①

則電橋的輸出電壓△E0為：

R1 R2

△E0=Ei×[(R1R3-R2R4)/(R1+R2)(R3+R4)]

輸入激勵電壓 ③ 輸出電壓

令電橋的初始條件為

R1=R2=R3=R4， ④

則△E0=0。

設電阻值R1的應變片受應變作用 R3 R4

后的電阻變化為R+△R，則電橋的輸 ②

出電壓△E0為：

△E0=Ei[△R/（4R+2△R）]≌（△R/4R）Ei (R>>△R)

由于△R=R×K0×ε，所以

△E0=（Ei×K0×ε）/4

例如，設K0=2，ε=1000×0.000001, Ei=1V

則: △E0=(1×2×1000×0.000001)/4=0.5mV

式中 K0=系數（一般為2）

ε=應變系數(一般為500×0.000001~2000×0.000001;相當于10~40Kgf/mm2。)

Ei=輸入的激勵電壓

為了增加電橋的視在輸出,大多都將電橋設計成4枚應變片都受力作用的形式(4個(gè)工作片)。

此時(shí) △E0=0.5mV×4=2 mV

6、傳感器的輸出靈敏度的表示方法？

電橋的輸出電壓通常用輸入激勵電壓為1V時(shí)的輸出電壓（mV/V）來(lái)表示。通常稱(chēng)傳感器的輸出靈敏度。

7、為什么傳感器內部要加補償電路？

稱(chēng)重傳感器在制造過(guò)程中，為了改善它的性能，特別是改善溫度特性，一般要在應變片電路中附加對零點(diǎn)和靈敏度的溫度補償。即除了應變片外，其中還增加了各種補償電阻。

零點(diǎn)補償的目的是盡量減小電橋零點(diǎn)隨溫度的變化，因此，出應變片本身的溫度自補償外，又加入了電阻溫度系數和電橋中應變片的溫度系數不同的電阻元件（如銅電阻或鎳電阻等），以加強補償作用。

靈敏度補償的目的是減小輸出電壓隨溫度的變化，即補償彈性體的彈性系數和應變片的靈敏度系數隨溫度的變化。因此，對電橋中串接了兩個(gè)與電橋溫度補償作用相同的電阻。同時(shí)電路中的其它電阻用于將電橋的初始平衡，額定輸出和輸入電阻等參數調整到規定的數值。

8、稱(chēng)重傳感器的參數指標（中英文對照）

Model: STC-100Kg (型號規格)

Cap: 100Kg （量程范圍）

Date: 2005/01/14 （生產(chǎn)日期）

S/N: X02274 （出廠(chǎng)編號）

FSO: 2.9981 mV/V （靈敏度）

Recommended Excitation: 10V AC/DC （推薦激勵電壓）

Maximum Excitation: 15V AC/DC （最大激勵電壓）

Output at Rated Load: 2.9981 mV/V （額定負荷輸出）

Non Linearity: <0.020% （非線(xiàn)性）

Hysteresis: <0.020% （滯后）

Creep(30 minutes): 0.029% （30分鐘蠕動(dòng)）

Non Repeatability: <0.01% （非重復性）

Zero Retum(30 minutes): 0.030% （30分鐘零點(diǎn)漂移）

Temp. Effect/℃ on Span: <0.0015% （溫度變化1℃對量程的影響）

Temp. Effect/℃ on Zero: <0.0026% （溫度變化1℃對零點(diǎn)的影響）

Compensated Temp.Range: -10 to 40℃ （溫度補償范圍）

Operating Temp.Range: -20 to 60℃ （工作溫度范圍）

Zero Balance: ±1% （零點(diǎn)平衡）

Input Resistance: 380±5Ω （輸入阻抗）

Output Resistance: 350±3Ω （輸出阻抗）

Insulation Resistance(50VDC): >5000MΩ （絕緣電阻）

Deflecion at Rated Load: Nil （零） （額定負荷下的傾斜度）

Safe Overload: 150% （允許超載）

Ultimate Overload: 300% （最終超載）

9、稱(chēng)重傳感器引線(xiàn)功能的具體判斷方法

由于不同生產(chǎn)廠(chǎng)家的傳感器引線(xiàn)的顏色不同，所以不能以具體顏色來(lái)判斷引線(xiàn)功能。

發(fā)展趨勢與挑戰編輯

新技術(shù)革命的到來(lái)，世界開(kāi)始進(jìn)入信息時(shí)代。在利用信息的過(guò)程中，首先要解決的就是要獲取準確可靠的信息，而傳感器是獲取自然和生產(chǎn)領(lǐng)域中信息的主要途徑與手段，在現代工業(yè)生產(chǎn)尤其是自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中，要用各種稱(chēng)重傳感器來(lái)監視和控制生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)參數，使設備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài)，并使產(chǎn)品達到最好的質(zhì)量。因此可以說(shuō)，沒(méi)有眾多的優(yōu)良的傳感器，現代化生產(chǎn)也就失去了基礎。

在基礎學(xué)科研究中，傳感器更具有突出的地位，現代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)入了許多新領(lǐng)域：例如在宏觀(guān)上要觀(guān)察上千光年的茫茫宇宙，微觀(guān)上要觀(guān)察小到 cm的粒子世界，縱向上要觀(guān)察長(cháng)達數十萬(wàn)年的天體演化，短到 s的瞬間反應，此外，還出現了對深化物質(zhì)認識、開(kāi)拓新能源、新材料等具有重要作用的各種極端技術(shù)研究，如超高溫、超低溫、超高壓、超高真空、超強磁場(chǎng)、超弱磁碭等等。

顯然，要獲取大量人類(lèi)感官無(wú)法直接獲取的信息，沒(méi)有相適應的稱(chēng)重傳感器是不可能的，許多基礎科學(xué)研究的障礙，首先就在于對象信息的獲取存在困難，而一些新機理和高靈敏度的檢測傳感器的出現，往往會(huì )導致該領(lǐng)域內的突破，一些傳感器的發(fā)展，往往是一些邊緣學(xué)科開(kāi)發(fā)的先驅。

稱(chēng)重傳感器早已滲透到諸如工業(yè)生產(chǎn)、宇宙開(kāi)發(fā)、海洋探測、環(huán)境保護、資源調查、醫學(xué)診斷、生物工程、甚至文物保護等等極其之泛的領(lǐng)域，可以毫不夸張地說(shuō)，從茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各種復雜的工程系統，幾乎每一個(gè)現代化項目，都離不開(kāi)各種各樣的傳感器。

中國傳感器產(chǎn)業(yè)正處于由傳統型向新型傳感器發(fā)展的關(guān)鍵階段，它體現了新型傳感器向微型化、多功能化、數字化、智能化、系統化和網(wǎng)絡(luò )化發(fā)展的總趨勢。傳感器技術(shù)歷經(jīng)了多年的發(fā)展，其技術(shù)的發(fā)展大體可分三代：

第一代是結構型傳感器，它利用結構參量變化來(lái)感受和轉化信號。

第二代是上70年代發(fā)展起來(lái)的固體型傳感器，這種傳感器由半導體、電介質(zhì)、磁性材料等固體元件構成，是利用材料某些特性制成。如：利用熱電效應、霍爾效應、光敏效應，分別制成熱電偶傳感器、霍爾傳感器、光敏傳感器。

第三代傳感器是以后剛剛發(fā)展起來(lái)的智能型傳感器，是微型計算機技術(shù)與檢測技術(shù)相結合的產(chǎn)物，使傳感器具有一定的人工智能。

資料顯示，目前我國傳感器產(chǎn)品約6000種左右，而國外已達20000多個(gè)，遠遠滿(mǎn)足不了國內市場(chǎng)需求。中高端傳感器進(jìn)口占比達80%，傳感器芯片進(jìn)口更 是達90%，國產(chǎn)化缺口巨大。其中數字化、智能化、微型化等高新技術(shù)產(chǎn)品嚴重短缺。國家重大裝備所需高端產(chǎn)品主要依賴(lài)進(jìn)口。而涉及國家安全和重大工程所需 的傳感器及智能化儀器儀表，國外對我國往往采取限制。傳感器技術(shù)產(chǎn)業(yè)滲透性強，其發(fā)展滯后局 面已經(jīng)對我國新興產(chǎn)業(yè)的推進(jìn)形成制約。由于我國傳感器技術(shù)總體實(shí)力仍處于弱勢，短時(shí)間內尋求全面突破恐不現實(shí)。因此，發(fā)展傳感器技術(shù)應首先爭取在局部形成 突破，掌握一批具有自主知識產(chǎn)權的核心技術(shù)，通過(guò)這些關(guān)鍵性領(lǐng)域突破的輻射帶動(dòng)推動(dòng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)步。 事實(shí)上，我國傳感器產(chǎn)業(yè)在某些領(lǐng)域已形成優(yōu)勢。先施科技、遠望谷等企業(yè)在超高射頻RFID產(chǎn)品領(lǐng)域占據國內90%的市場(chǎng)份額。根據湘財證券研究報告，漢威電子氣體傳感器國內市場(chǎng)占有率也高達60%，氣體檢測儀器儀表市場(chǎng)占有率達9%。

在眾多應用領(lǐng)域，傳感器雖然是不可或缺的關(guān)鍵器件，但它只能依附于大的產(chǎn)業(yè)系統而存在，在很多領(lǐng)域往往還需要量身定做，不少單個(gè)領(lǐng)域市場(chǎng)規模并不大，因此企業(yè)不應一味追求規模。

隨著(zhù)市場(chǎng)的擴大，稱(chēng)重傳感器的廠(chǎng)家也慢慢變得多了起來(lái)，如何在市場(chǎng)上能做的更好，不難分析得出，只有在不斷的提高傳感器的技術(shù)和服務(wù)才能走在市場(chǎng)頂端。隨著(zhù)新技術(shù)革命的來(lái)到，中國乃至全球都開(kāi)始進(jìn)入一個(gè)全新的信息時(shí)代。在利用信息的過(guò)程中，首先要解決的就是要獲取準確可靠的信息，而傳感器才是獲取自然和生產(chǎn)領(lǐng)域中信息的最主要途徑與手段。

在現代化工業(yè)生產(chǎn)以及自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中，需要用到各種稱(chēng)重傳感器來(lái)監視和控制生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)參數，稱(chēng)重傳感器的功能是使設備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài)，并使生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品達到最好的質(zhì)量?？梢哉f(shuō)，沒(méi)有眾多的優(yōu)良的稱(chēng)重傳感器，現代化生產(chǎn)也就失去了基礎。如此看來(lái)，稱(chēng)重傳感器將在這個(gè)智能化生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)中是會(huì )有美好的發(fā)展前途。

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