1、地磅稱重傳感器基本原理一、電阻應變式稱重傳感器原理電阻應變式稱重傳感器是基于這樣一個原理：彈性體（彈性元件，敏感梁）在外力作用下產生彈性變形，使粘貼在他表面的電阻應變片（轉換元件）也隨同產生變形，電阻應變片變形后，它的阻值將發生變化（增大或減小），再經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程。由此可見，電阻應變片、彈性體和檢測電路是電阻應變式稱重傳感器中不可缺少的幾個主要部分。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，對外力產生反作用力，達到相對靜平衡；其次，它要產生一個高品質的應變場（區），使粘貼在此區

2、的電阻應變片比較理想的完成應變棗電信號的轉換任務。以AA公司的SB系列稱重傳感器的彈性體為例，來介紹一下其中的應力分布。設有一帶有肓孔的長方體懸臂梁。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的應變表達式，而不再推導。二、如何選用稱重傳感器a.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確度和穩定性。在設計電子衡器時，經常要遇到如何選用傳感器的問題。稱重傳感器實際上是一種將質量信號轉變為可測量的電信號輸出

3、的裝置。用傳感器首先要考慮傳感器所處的實際工作環境，這點對正確選用傳感器至關重要，它關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秤的最大稱量值、選用傳感器的個數、秤體的自重、可能產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，其稱量的準確度就越高。但在實際使用時，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。根據經驗，一般應使傳感器工作在其30%70%量程內，但對于一些在使用過程中存在較大沖擊

4、力的衡器，如動態軌道衡、動態汽車衡、鋼材秤等，在選用傳感器時，一般要擴大其量程，使傳感器工作在其量程的20%30%之內，使傳感器的稱量儲備量增大，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，要考慮廠家的建議。廠家一般會根據傳感器的受力情況、性能指標、安裝形式、結構型式、彈性體的材質等特點規定傳感器的適用范圍，譬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、動態軌道衡、大噸位料斗秤等。所以，采用的傳感器

5、滿足儀表輸入靈敏度的要求，能夠與所選儀表匹配。滿足整臺電子秤準確度的要求。一臺電子秤主要是由秤體、傳感器、儀表三部分組成，在對傳感器準確度選擇的時候，應使傳感器的準確度略高于理論計算值，因為理論往往受到客觀條件的限制，如秤體的強度差一點，儀表的性能不是很好、秤的工作環境比較惡劣等因素都直接影響到秤的準確度要求，因此要從各方面提高要求，又要考慮經濟效益，確保達到目的。三、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：主要應用在食品、化工、醫藥等有腐蝕性環境的場所；合金鋼：腐蝕性環境場所；鋁合金：一般使用在量程小、價格低的市場。c.按輸出數據類別分模擬傳感器：輸出為模

6、擬量信號，如電壓、電流等；數字傳感器：直接輸出為我們所希望得到的數字信號，如公斤、噸等。d.按適用溫度分常溫：使用在常規場所，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）的環境；低溫：使有在溫度低于-30場所，如冷凍試驗。e.按精度可查閱GB/T7551-1997稱重傳感器f.按外型結構分柱式S型輪輻式梁式單點式等四、稱重傳感器的基本應用稱重傳感器主要應用在各種電子衡器、工業控制領域、在線控制、安全過載報警、材料試驗機等領域。如電子汽車衡、電子臺秤、電子叉車、動態軸重秤、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、罐裝秤等五、稱重傳感器原理橋式稱

7、重傳感器,S型拉力傳感器,輪幅式稱重傳感器,平等梁稱重傳感器,柱式稱重傳感器,橋式測力傳感器,S型測力傳感器,輪幅式測力傳感器,平等梁測力傳感器,柱式測力傳感器產品特點及結構 采用合金鋼材質，無色陽極化處理,封膠。主要適用電子計價秤、計重秤等小臺面電子秤 ,推薦電子秤臺面尺寸：250300 mm主要技術參數 額定載荷(Kg) 3 120 精度等級 C2、C3 絕緣電阻(M) 5000(100VDC) 綜合誤差(%F.S) 0.03、0.02 激勵電壓(V) 912 (DC) 靈敏度(mV/V) 2.00.1 溫度補償范圍() -10 +40 非線性(%F.S) 0.03、0.017 使用溫度范

8、圍() -20 +55 滯后(%F.S) 0.03、0.02 零點溫度影響(%F.S/10) 0.03、0.017 重復性(%F.S) 0.02、0.01 靈敏度溫度影響(%F.S/10) 0.02、0.014 蠕變(%F.S/30min) 0.02 安全過載范圍(%F.S) 150 零點輸出(%F.S) 1 極限過載范圍(%F.S) 200 輸入阻抗() 4056 防護等級 IP65 輸出阻抗() 3503 電纜線 四芯屏蔽電纜4 0.42m 接線方法 輸入(電源) + ： 紅色；輸入(電源) - ： 黑色；輸出(信號) + ： 綠色；輸出(信號) - ：白色1、稱重就是用來稱量物體的重量m

9、g，稱重傳感器就是用來將物體的重量性質力轉化為電信號并輸出的一種傳感儀器。2、原理很簡單，就是電阻分壓原理。你可以在網上百度搜索“惠斯通電橋”百度文庫里有詳細的相關資料。3、蠕變，就是稱重傳感器受外界環境或自身因素的影響導致其測量值發生變化，其變化值一般很小，PPM級的。蠕變和零漂是同時存在的。現在的稱重傳感器的蠕變和零漂受加工工藝的影響比較大。4、線性，就是在稱重傳感器的量程范圍內被稱重物體的質量與傳感器輸出的變化量成比例關系。y=kx。5、滯后，就是由空載加壓向載力在某一值m記錄其輸出值a，然后從滿壓載力減壓到該值m記錄輸出值b，此時a與b是不一樣的。b比a要滯后。6、還有重復性。 六、電

10、阻應變式稱重傳感器原理電阻應變式稱重傳感器是基于這樣一個原理：彈性體（彈性元件，敏感梁）在外力作用下產生彈性變形，使粘貼在他表面的電阻應變片（轉換元件）也隨同產生變形，電阻應變片變形后，它的阻值將發生變化（增大或減小），再經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程。 由此可見，電阻應變片、彈性體和檢測電路是電阻應變式稱重傳感器中不可缺少的幾個主要部分。下面就這三方面簡要論述。 1、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。他的一個重要參數是靈敏系數K。我們來介紹一下它的意義。 設有一個金屬電阻絲

11、，其長度為L，橫截面是半徑為r的圓形，其面積記作S，其電阻率記作，這種材料的泊松系數是。當這根電阻絲未受外力作用時，它的電阻值為R： R=L/S（）（21） 當他的兩端受F力作用時，將會伸長，也就是說產生變形。設其伸長L，其橫截面積則縮小，即它的截面圓半徑減少r。此外，還可用實驗證明，此金屬電阻絲在變形后，電阻率也會有所改變，記作。 對式（2-1）求全微分，即求出電阻絲伸長后，他的電阻值改變了多少。我們有： R=L/S+L/SSL/S2（22） 用式（2-1）去除式（2-2）得到 R/R=/+L/LS/S（23） 另外，我們知道導線的橫截面積S=r2，則s=2r*r，所以 S/S=2r/r（2

12、4） 從材料力學我們知道 r/r=-L/L（25） 其中，負號表示伸長時，半徑方向是縮小的。是表示材料橫向效應泊松系數。把式（24）（25）代入（2-3），有 R/R=/+L/L+2L/L =（1+2（/）/（L/L）*L/L =K*L/L（2-6） 其中 K=1+2+（/）/（L/L）（-） 式（2-6）說明了電阻應變片的電阻變化率（電阻相對變化）和電阻絲伸長率（長度相對變化）之間的關系。 需要說明的是：靈敏度系數K值的大小是由制作金屬電阻絲材料的性質決定的一個常數，它和應變片的形狀、尺寸大小無關，不同的材料的K值一般在1.73.6之間；其次K值是一個無因次量，即它沒有量綱。在材料力學中L/

13、L稱作為應變，記作，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。這樣，式（-）常寫作： R/R=K(28) 2、彈性體 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，對外力產生反作用力，達到相對靜平衡；其次，它要產生一個高品質的應變場（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。 以AA公司的SB系列稱重傳感器的彈性體為例，來介紹一下其中的應力分布。 設有一帶有肓孔的長方體懸臂梁。 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

14、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的應變表達式，而不再推導。 =（3Q（1+）/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：泊松系數；B、b、H、h為梁的幾何尺寸。 需要說明的是，上面分析的應力狀態均是“局部”情況，而應變片實際感受的是“平均”狀態。 3、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為電壓輸出。因為惠斯登電橋具有很多優點，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重傳感器的補償問題等，所以惠斯登電橋在稱重傳感器中得到了廣泛的

15、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，所以稱重傳感器均采用全橋式等臂電橋。 七、稱重傳感器工作原理稱重傳感器是電子衡器的心臟，下面我們來了解一下稱重傳感器的工作原理。1. 兩個典型的力學模型當F0時，R1、R3被拉伸，阻值增大；R2、R4被壓縮，阻值減小。2. 惠斯頓電橋在應變計的電測技術中，應用最廣泛的測量電路是惠斯通電橋電路。測量電橋由于具有靈敏度高、測量范圍寬、電路結構簡單、精度高、容易實現溫度補償等優點，因此能很好地滿足應變測量的要求。電橋根據電源的性質分直流電橋和交流電橋兩種，當Ui為直流時該電橋為直流電橋。電橋電路如上圖所示，它的四個橋臂由R1、R2、R3、R4組成。1) 直流電橋的電壓輸出根據分壓原理，從D-A-C半橋來看，從D經A到C的電壓降為Ui，通過R1、R2的電流I1=Ui/（R1+R2） （1）R2上的電壓降為I1R2，代入（1）得UAC=Ui*R2/（R1+R2） （2）同樣，D-B-C半橋的電壓降也是Ui，R3上的電壓降為：UBC=Ui*R3/（R3+R4） （3）則輸出電壓UO是UBC與UAC之間的差，即R1R3-R2R4UO=UBC-UAC= Ui （4）（R1+R2）（R3+R4）由（4）可知，當橋臂電阻滿足如下條件時，即R