為什么要使用稱重傳感器？
什么是稱重傳感器？
稱重傳感器，也可稱為負(fù)載單元，稱重單元。是大多數(shù)工業(yè)稱重系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件。稱重傳感器最基本的定義是，它們測(cè)量重量（或者更準(zhǔn)確地說(shuō)是方向力）通常是通過(guò)彈簧元件和應(yīng)變片的組合，轉(zhuǎn)換為電氣輸出。稱重傳感器有許多不同的配置和標(biāo)準(zhǔn)，具體取決于預(yù)期的應(yīng)用程序和環(huán)境。有些品種依靠校準(zhǔn)的證明環(huán)來(lái)測(cè)量負(fù)載位移，盡管這些比應(yīng)變片類型不太常見。在各種不同類型的稱重傳感器中，可以通過(guò)兩種關(guān)鍵方式區(qū)分不同的型號(hào)和樣式：通過(guò)他們用于檢測(cè)重量的特定方法（拉壓稱重傳感器、張力稱重傳感器和其他測(cè)量類型）按輸出信號(hào)的類型生成（液壓稱重傳感器、壓電載荷單元和各種其他配置）應(yīng)當(dāng)指出，嚴(yán)格地說(shuō)，任何類型的真正的稱重傳感器將始終設(shè)計(jì)為在重力方向上工作（因此應(yīng)對(duì)齊）。但是，在參考各種力感應(yīng)設(shè)備類型時(shí)使用"稱重傳感器"這一術(shù)語(yǔ)是很常見的，其中許多設(shè)備被明確設(shè)計(jì)用于測(cè)量從四面八方施加的力。這些術(shù)語(yǔ)在當(dāng)今許多工作場(chǎng)所環(huán)境中已在很大程度上可以互換，因此在評(píng)估稱重電池價(jià)格或計(jì)劃購(gòu)買稱重傳感器部件時(shí)，可以準(zhǔn)確說(shuō)明要用于預(yù)期應(yīng)用的設(shè)備類型是明智的。
稱重傳感器結(jié)構(gòu)和功能：
稱重傳感器由帶有應(yīng)變片的彈性體組成。彈性體通常由鋼或鋁制成，非常結(jié)實(shí)，具有非常小的彈性變形。正如名詞“彈性體”所言，鋼或鋁在負(fù)載下產(chǎn)生一定量的變形，但隨后會(huì)返回到初始位置，彈性地響應(yīng)每次負(fù)載。這些極小的變化可以通過(guò)應(yīng)變片獲得。應(yīng)變片的變形由電子儀器解釋以確定重量。
要了解最后一點(diǎn)，我們需要更詳細(xì)地解釋應(yīng)變片：它們是電導(dǎo)體，以蜿蜒的方式牢固地附著在基底上。當(dāng)基底被拉動(dòng)時(shí)，它和電導(dǎo)體就會(huì)一起變長(zhǎng)。當(dāng)其收縮時(shí)，將變短。這將導(dǎo)致電導(dǎo)體中的電阻產(chǎn)生變化。
應(yīng)變片牢固地被固定到到彈性體上，因此它經(jīng)歷相同的變形。對(duì)于稱重傳感器來(lái)說(shuō)，這些應(yīng)變片被布置在惠斯通電橋中（見圖1）。這意味著四個(gè)應(yīng)變片連接，組成一個(gè)橋路，并且被測(cè)量力的方向與測(cè)量柵絲相應(yīng)對(duì)齊。
如果一個(gè)物體放置在稱重傳感器上或懸掛在其上，則可以確定物體的重量。稱重傳感器的預(yù)期負(fù)載總是沿著地心的方向，即重力方向。也就是只能獲得載荷重力方向的力分量。而力傳感器不是這樣，盡管設(shè)計(jì)類似。力傳感器可以獲取所有方向上發(fā)生的載荷。與地球引力的方向和安裝方式無(wú)關(guān)。
電阻應(yīng)變式稱重傳感器的分類與應(yīng)用：
電阻應(yīng)變式稱重傳感器結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，準(zhǔn)確度高，適用面廣，且能在相對(duì)比較差的環(huán)境下使用。因此，電阻應(yīng)變式稱重傳感器得到了廣泛的運(yùn)用。目前，在稱重傳感器主要技術(shù)指標(biāo)的基本概念和評(píng)價(jià)方法上，新舊國(guó)標(biāo)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。
其中，S型稱重傳感器是最為常見的一種傳感器，主要用在測(cè)固體間的拉力和壓力，通用也人們也稱之為拉壓稱重傳感器。由于其外形呈S形，所以，習(xí)慣上也被稱為S型稱重傳感器，這種傳感器采用合金鋼材質(zhì)，膠密封防護(hù)處理，安裝容易，使用方便，適用在吊秤、配料秤、機(jī)改秤等電子測(cè)力稱重系統(tǒng)中。
比如采用這種拉壓式稱重傳感器的電子秤，相比普通壓力傳感器，拉壓稱重傳感器準(zhǔn)確度高、價(jià)格較便宜、不易損壞，因此應(yīng)用前景廣泛。該電子秤可用于工廠生產(chǎn)中配料和測(cè)力等場(chǎng)合，具有測(cè)量準(zhǔn)確，分辨率高，不易損壞和價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。
為什么要使用稱重傳感器？
稱重傳感器在當(dāng)今大多數(shù)重工業(yè)、制造工廠、大型生產(chǎn)車間和嚴(yán)格的質(zhì)量控制環(huán)境中被廣泛接受為現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn)。在全球銷售中，如此大比例仍然依賴于精確的重量測(cè)量，這是稱重傳感器在現(xiàn)代商業(yè)中扮演如此重要角色的一個(gè)原因。在更直接的工業(yè)用途中，稱重傳感器對(duì)于維護(hù)精確的質(zhì)量控制系統(tǒng)，促進(jìn)制造一致性和安全過(guò)程極為重要。它們還廣泛應(yīng)用于各種醫(yī)療和實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，以實(shí)現(xiàn)用于各種科學(xué)和研究目的的最佳精確測(cè)量。稱重傳感器在一系列行業(yè)中正迅速變得更為普遍，這些行業(yè)本質(zhì)上不太依賴精確重量測(cè)量，例如在一般物流和貨運(yùn)計(jì)算中。稱重傳感器技術(shù)與多種其他數(shù)字和基于計(jì)算機(jī)的通信技術(shù)本質(zhì)上是兼容的，使所有類型的公司能夠?qū)崟r(shí)快速訪問(wèn)、監(jiān)控和響應(yīng)關(guān)鍵診斷信息。
由于使用傳統(tǒng)的機(jī)械平臺(tái)稱重設(shè)備要做到這一點(diǎn)要困難得多，因此從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，對(duì)大多數(shù)公司來(lái)說(shuō)，安裝稱重傳感器往往更為高效且具有成本效益。
稱重傳感器發(fā)展趨勢(shì)挑戰(zhàn)：
新技術(shù)革命的到來(lái)，世界開始進(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(zhǔn)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(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)尤其是自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中，要用各種稱重傳感器來(lái)監(jiān)視和控制生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)參數(shù)，使設(shè)備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài)，并使產(chǎn)品達(dá)到最好的質(zhì)量。因此可以說(shuō)，沒有眾多的優(yōu)良的傳感器，現(xiàn)代化生產(chǎn)也就失去了基礎(chǔ)。
在基礎(chǔ)學(xué)科研究中，傳感器更具有突出的地位，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)入了許多新領(lǐng)域：例如在宏觀上要觀察上千光年的茫茫宇宙，微觀上要觀察小到 cm的粒子世界，縱向上要觀察長(zhǎng)達(dá)數(shù)十萬(wàn)年的天體演化，短到 s的瞬間反應(yīng)，此外，還出現(xiàn)了對(duì)深化物質(zhì)認(rèn)識(shí)、開拓新能源、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(qiáng)磁場(chǎng)、超弱磁碭等等。
顯然，要獲取大量人類感官無(wú)法直接獲取的信息，沒有相適應(yīng)的稱重傳感器是不可能的，許多基礎(chǔ)科學(xué)研究的障礙，首先就在于對(duì)象信息的獲取存在困難，而一些新機(jī)理和高靈敏度的檢測(cè)傳感器的出現(xiàn)，往往會(huì)導(dǎo)致該領(lǐng)域內(nèi)的突破，一些傳感器的發(fā)展，往往是一些邊緣學(xué)科開發(fā)的先驅(qū)。
稱重傳感器早已滲透到諸如工業(yè)生產(chǎn)、宇宙開發(fā)、海洋探測(cè)、環(huán)境保護(hù)、資源調(diào)查、醫(yī)學(xué)診斷、生物工程、甚至文物保護(hù)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(fù)雜的工程系統(tǒng)，幾乎每一個(gè)現(xiàn)代化項(xiàng)目，都離不開各種各樣的傳感器。
中國(guó)傳感器產(chǎn)業(yè)正處于由傳統(tǒng)型向新型傳感器發(fā)展的關(guān)鍵階段，它體現(xiàn)了新型傳感器向微型化、多功能化、數(shù)字化、智能化、系統(tǒng)化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的總趨勢(shì)。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(jié)構(gòu)型傳感器，它利用結(jié)構(gòu)參量變化來(lái)感受和轉(zhuǎn)化信號(hào)。
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(dǎo)體、電介質(zhì)、磁性材料等固體元件構(gòu)成，是利用材料某些特性制成。如：利用熱電效應(yīng)、霍爾效應(yīng)、光敏效應(yīng)，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(jì)算機(jī)技術(shù)與檢測(cè)技術(shù)相結(jié)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(guó)傳感器產(chǎn)品約6000種左右，而國(guó)外已達(dá)20000多個(gè)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求。中高端傳感器進(jìn)口占比達(dá)80%，傳感器芯片進(jìn)口更 是達(dá)90%，國(guó)產(chǎn)化缺口巨大。其中數(shù)字化、智能化、微型化等高新技術(shù)產(chǎn)品嚴(yán)重短缺。國(guó)家重大裝備所需高端產(chǎn)品主要依賴進(jìn)口。而涉及國(guó)家安全和重大工程所需 的傳感器及智能化儀器儀表，國(guó)外對(duì)我國(guó)往往采取限制。
傳感器技術(shù)產(chǎn)業(yè)滲透性強(qiáng)，其發(fā)展滯后局 面已經(jīng)對(duì)我國(guó)新興產(chǎn)業(yè)的推進(jìn)形成制約。由于我國(guó)傳感器技術(shù)總體實(shí)力仍處于弱勢(shì)，短時(shí)間內(nèi)尋求全面突破恐不現(xiàn)實(shí)。因此，發(fā)展傳感器技術(shù)應(yīng)首先爭(zhēng)取在局部形成 突破，掌握一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)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(guó)傳感器產(chǎn)業(yè)在某些領(lǐng)域已形成優(yōu)勢(shì)。先施科技、遠(yuǎn)望谷等企業(yè)在超高射頻RFID產(chǎn)品領(lǐng)域占據(jù)國(guó)內(nèi)90%的市場(chǎng)份額。根據(jù)湘財(cái)證券研究報(bào)告，漢威電子氣體傳感器國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率也高達(dá)60%，氣體檢測(cè)儀器儀表市場(chǎng)占有率達(dá)9%。
在眾多應(yīng)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(tǒng)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(guī)模并不大，因此企業(yè)不應(yīng)一味追求規(guī)模。
隨著市場(chǎng)的擴(kuò)大，稱重傳感器的廠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。隨著新技術(shù)革命的來(lái)到，中國(guó)乃至全球都開始進(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(zhǔn)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(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)以及自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中，需要用到各種稱重傳感器來(lái)監(jiān)視和控制生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)參數(shù)，稱重傳感器的功能是使設(shè)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(dá)到最好的質(zhì)量。可以說(shuō)，沒有眾多的優(yōu)良的稱重傳感器，現(xiàn)代化生產(chǎn)也就失去了基礎(chǔ)。如此看來(lái)，稱重傳感器將在這個(gè)智能化生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)中是會(huì)有美好的發(fā)展前途。
