稱重傳感器的原理解析
稱重傳感器的定義：
國家標準GB7665-87對傳感器下的定義是：“能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。
談談稱重傳感器的特性有哪些：
稱重傳感器的靜態(tài)特性：
傳感器的靜態(tài)特性是指對靜態(tài)的輸入信號，傳感器的輸出量與輸入量之間所具有相互關系。因為這時輸入量和輸出量都和時間無關，所以它們之間的關系，即傳感器的靜態(tài)特性可用一個不含時間變量的代數(shù)方程，或以輸入量作橫坐標，把與其對應的輸出量作縱坐標而畫出的特性曲線來描述。表征傳感器靜態(tài)特性的主要參數(shù)有：線性度、靈敏度、分辨力和遲滯等。
稱重傳感器的動態(tài)特性：
所謂動態(tài)特性，是指傳感器在輸入變化時，它的輸出的特性。在實際工作中，傳感器的動態(tài)特性常用它對某些標準輸入信號的響應來表示。這是因為傳感器對標準輸入信號的響應容易用實驗方法求得，并且它對標準輸入信號的響應與它對任意輸入信號的響應之間存在一定的關系，往往知道了前者就能推定后者。最常用的標準輸入信號有階躍信號和正弦信號兩種，所以傳感器的動態(tài)特性也常用階躍響應和頻率響應來表示。
傳感器的線性度：
通常情況下，傳感器的實際靜態(tài)特性輸出是條曲線而非直線。在實際工作中，為使儀表具有均勻刻度的讀數(shù)，常用一條擬合直線近似地代表實際的特性曲線、線性度（非線性誤差）就是這個近似程度的一個性能指標。
稱重傳感器擬合直線的選取有多種方法。如將零輸入和滿量程輸出點相連的理論直線作為擬合直線;或?qū)⑴c特性曲線上各點偏差的平方和為最小的理論直線作為擬合直線，此擬合直線稱為最小二乘法擬合直線。
稱重傳感器的工作原理：
稱重傳感器的種類繁多，如電阻應變片稱重傳感器、半導體應變片稱重傳感器、壓阻式稱重傳感器、電感式稱重傳感器、電容式稱重傳感器、諧振式稱重傳感器及電容式加速度傳感器等。但應用最為廣泛的是壓阻式稱重傳感器，它具有極低的價格和較高的精度以及較好的線性特性。
下面我們主要介紹這類傳感器。在了解壓阻式力傳感器時，我們首先認識一下電阻應變片這種元件。電阻應變片是一種將被測件上的應變變化轉(zhuǎn)換成為一種電信號的敏感器件。它是壓阻式應變傳感器的主要組成部分之一。電阻應變片應用最多的是金屬電阻應變片和半導體應變片兩種。金屬電阻應變片又有絲狀應變片和金屬箔狀應變片兩種。
通常是將應變片通過特殊的粘和劑緊密的粘合在產(chǎn)生力學應變基體上，當基體受力發(fā)生應力變化時，電阻應變片也一起產(chǎn)生形變，使應變片的阻值發(fā)生改變，從而使加在電阻上的電壓發(fā)生變化。這種應變片在受力時產(chǎn)生的阻值變化通常較小，一般這種應變片都組成應變電橋，并通過后續(xù)的儀表放大器進行放大，再傳輸給處理電路（通常是A/D轉(zhuǎn)換和CPU）顯示或執(zhí)行機構。
稱重傳感器的工作原理金屬電阻應變片的工作原理是吸附在基體材料上應變電阻隨機械形變而產(chǎn)生阻值變化的現(xiàn)象，俗稱為電阻應變效應。金屬導體的電阻值可用下式表示：式中：ρ——金屬導體的電阻率（Ω。cm2/m）S——導體的截面積（cm2）L——導體的長度（m）我們以金屬絲應變電阻為例，當金屬絲受外力作用時，其長度和截面積都會發(fā)生變化，從上式中可很容易看出，其電阻值即會發(fā)生改變，假如金屬絲受外力作用而伸長時，其長度增加，而截面積減少，電阻值便會增大。
稱重傳感器的原理解析：
稱重傳感器系統(tǒng)采用懸臂梁式稱重傳感器。該傳感器量程30kg；彈性體為彎曲懸臂梁結構，外形高度低，結構強度高；用于拉伸力或壓縮力測量，抗偏、抗側向力強；防塵密封，精度高，性能穩(wěn)定可靠，安裝使用方便。傳感器外形如圖2所示，單位：mm。此傳感器為電阻應變式稱重傳感器，它的主要組成部分有電阻應變片、彈性體和檢測電路。
稱重傳感器工作原理：彈性體在外力作用下產(chǎn)生彈性變形，使粘貼在其表面的電阻應變片也隨之產(chǎn)生變形，電阻應變片變形后，它的阻值將發(fā)生變化，再經(jīng)相應的測量電路把這一電阻變化轉(zhuǎn)換為電壓，從而完成將外力變換為電信號的過程。其中，電阻應變片是把一根電阻絲機械地分布在一塊有機材料制成的基底上，即成為一片應變片；
彈性體是一個有特殊形狀的結構件，它的功能有兩個：首先是它承受稱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)生一個高品質(zhì)的應變場，使粘貼在此區(qū)的電阻應變片比較理想地完成應變電信號的轉(zhuǎn)換任務；檢測電路采用全橋式等臂電橋把電阻應變片的電阻變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷狠敵觥?/p>
高精度A／D轉(zhuǎn)換稱重傳感器的輸出為mV級的微弱信號，傳統(tǒng)的測量方法是在A／D轉(zhuǎn)換之前加一級高精度的放大器，電路復雜。AD7714是美國AnalogDevices(AD)公司推出的24-位ADC家族AD771X系列中的新品，適用于低頻、高精度工業(yè)級轉(zhuǎn)換。
稱重傳感器具有完整的模擬前端，可以直接測量傳感器輸出的直流微弱信號，轉(zhuǎn)換精度達到24位無誤碼。采用三線串行口與微控制器連接，通過軟件編程可以對增益、信號極性、輸入通道作出設置。該芯片具有自校準、系統(tǒng)校準和背景校準功能，可以消除零點誤差、滿量程誤差及溫度漂移的影響。
