稱重傳感器的簡(jiǎn)介
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(jiàn)。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(jiàn)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(mǎi)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(shí)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?。俳?jīng)相應(yīng)的測(cè)量電路把這一電阻變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，從而完成了將外力變換為電信號(hào)的過(guò)程。
由此可見(jiàn)，電阻應(yīng)變片、彈性體和檢測(cè)電路是電阻應(yīng)變式稱重中不可缺少的幾個(gè)主要部分。下面就這三方面簡(jiǎn)要論述。
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(gè)重要參數(shù)是靈敏系數(shù)K。當(dāng)其兩端受F力作用時(shí)，將會(huì)伸長(zhǎng)，也就是說(shuō)產(chǎn)生變形。伸長(zhǎng)時(shí)，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(duì)變化）和電阻絲伸長(zhǎng)率（長(zhǎng)度相對(duì)變化）之間成比例的關(guān)系。
需要說(shuō)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(gè)常數(shù)，與應(yīng)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，沒(méi)有量綱。
在材料力學(xué)中ΔL/L稱作為應(yīng)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。
2：彈性體
彈性體是一個(gè)有特殊形狀的結(jié)構(gòu)件。其功能有兩個(gè)，首先承受稱重傳感器所受的外力，對(duì)外力產(chǎn)生反作用力，達(dá)到相對(duì)靜平衡；其次，提供一個(gè)高品質(zhì)的應(yīng)變場(chǎng)（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(hào)的轉(zhuǎn)換任務(wù)。
3：檢測(cè)電路
檢測(cè)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(wèn)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，各臂參數(shù)一致，各種干擾的影響容易相互抵消。
稱重傳感器的簡(jiǎn)介：
舊國(guó)標(biāo)將應(yīng)用對(duì)象和使用環(huán)境條件完全不同的“稱重”和“測(cè)力”兩種傳感器合二為一來(lái)考慮，對(duì)試驗(yàn)和評(píng)價(jià)方法未給予區(qū)分。舊國(guó)標(biāo)共有21項(xiàng)指標(biāo)，均在常溫下進(jìn)行試驗(yàn)；并用非線性、滯后誤差、重復(fù)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(xiàng)指標(biāo)中的最大誤差，來(lái)確定稱重傳感器準(zhǔn)確度等級(jí)，分別用0.02、0.03、0.05表示。
衡器上使用的一種力傳感器。它能將作用在被測(cè)物體上的重力按一定比例轉(zhuǎn)換成可計(jì)量的輸出信號(hào)。
考慮到不同使用地點(diǎn)的重力加速度和空氣浮力對(duì)轉(zhuǎn)換的影響，稱重傳感器的性能指標(biāo)主要有線性誤差、滯后誤差、重復(fù)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(jì)量系統(tǒng)中，通常用綜合誤差帶來(lái)綜合控制傳感器準(zhǔn)確度，并將綜合誤差帶與衡器誤差帶聯(lián)系起來(lái)，以便選用對(duì)應(yīng)于某一準(zhǔn)確度衡器的稱重傳感器。國(guó)際法制計(jì)量組織(OIML)規(guī)定，傳感器的誤差帶δ占衡器誤差帶Δ的70%，稱重傳感器的線性誤差、滯后誤差以及在規(guī)定溫度范圍內(nèi)由于溫度對(duì)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。這就允許制造廠對(duì)構(gòu)成計(jì)量總誤差的各個(gè)分量進(jìn)行調(diào)整，從而獲得期望的準(zhǔn)確度。
稱重傳感器的功能作用及應(yīng)用范圍：
稱重傳感器它通常用于運(yùn)輸應(yīng)用中，通過(guò)監(jiān)測(cè)卡車的氣動(dòng)、輕載液壓、制動(dòng)壓力、油壓、傳動(dòng)裝置和空氣制動(dòng)等關(guān)鍵系統(tǒng)的壓力、液壓力、流量和液位來(lái)保持重型設(shè)備的性能。
稱重傳感器可分為化學(xué)傳感器、光敏傳感器、壓電傳感器、壓阻傳感器、應(yīng)變傳感器、生物傳感器、電感傳感器、壓磁傳感器等。稱重系統(tǒng)的稱重值越接近傳感器的額定容量，其稱重精度就越高。但是在實(shí)際使用中，由于自重、皮重、振動(dòng)、沖擊、負(fù)載不平衡等原因，不同稱重系統(tǒng)選擇傳感器的數(shù)量限值的原則有很大不同。
稱重傳感器的大規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)正在向自動(dòng)化方向發(fā)展。傳感器種類繁多，品種繁多，使用的敏感材料不同，決定了傳感器制造技術(shù)的多樣性和復(fù)雜性?？v觀目前傳感器生產(chǎn)線的總體情況，大多數(shù)工藝已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了單機(jī)自動(dòng)化，但離生產(chǎn)過(guò)程的完全自動(dòng)化還有很多困難，因此未來(lái)應(yīng)廣泛應(yīng)用CAD、CAM、先進(jìn)自動(dòng)化設(shè)備和工業(yè)機(jī)器人來(lái)取得突破。
稱重傳感器的精度水平應(yīng)選擇為滿足稱重系統(tǒng)的精度水平，只要它能滿足這一要求。即如果2500刻度的傳感器能滿足要求，不要選擇3000刻度的傳感器。稱重傳感器一直在發(fā)展。為了在更復(fù)雜的控制系統(tǒng)中使用，設(shè)計(jì)工程師必須提高傳感器的精度并降低成本以方便實(shí)際應(yīng)用。
