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點(diǎn)擊次數(shù)：13595 發(fā)布時(shí)間：2017/12/21 10:26:16
一、稱重傳感器的基本知識(shí)
1. 定義：GB/T7551-2008《稱重傳感器》
考慮到使用地點(diǎn)的重力加速度（g）和空氣浮力（f）的影響后，通過(guò)把其中一種被測(cè)量（質(zhì)量）轉(zhuǎn)換成另外一種被測(cè)量（輸出）來(lái)測(cè)量質(zhì)量的力傳感器。
被測(cè)量（質(zhì)量）——→稱重傳感器——→輸出
2. 組成
敏感元件+傳感元件+測(cè)量電路
其中：敏感元件——電阻應(yīng)變計(jì)； 傳感元件——彈性體； 測(cè)量電路——惠斯登電橋
二、電阻應(yīng)變式傳感器的工作原理
以金屬材料為轉(zhuǎn)換元件的電阻應(yīng)變計(jì)，其轉(zhuǎn)換原理是基于金屬電阻絲的電阻——應(yīng)變效應(yīng)。所謂應(yīng)變效應(yīng)是指金屬導(dǎo)體（電阻絲）的電阻值隨變形（伸長(zhǎng)或縮短）而發(fā)生改變的一種物理現(xiàn)象。如圖所示：
1）受力前（F=0）電阻值 R ρL/S （1）
2）受力后（F＞0）電阻變化值 ⊿R=R*Kε （2）
結(jié)論：金屬絲拉伸，電阻值增加； 金屬絲壓縮，電阻值減小。
3）幾種常見的電阻應(yīng)變計(jì)外形
4）電阻應(yīng)變計(jì)的組成部分
5）我公司常用應(yīng)變計(jì)的阻值（Ω）
350；700；1000
1. 兩個(gè)典型的力學(xué)模型
當(dāng) F＞0 時(shí)，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(yīng)變計(jì)的電測(cè)技術(shù)中，應(yīng)用*廣泛的測(cè)量電路是惠斯通電橋電路。測(cè)量電橋由于具有靈敏度高、測(cè)量范圍寬、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精度高、容易實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償?shù)葍?yōu)點(diǎn)，因此能很好地滿足應(yīng)變測(cè)量的要求。
電橋根據(jù)電源的性質(zhì)分直流電橋和交流電橋兩種，當(dāng) Ui 為直流時(shí)該電橋?yàn)橹绷麟姌颉ｋ姌螂娐啡缟蠄D所示，它的四個(gè)橋臂由 R1、R2、R3、R4 組成。
1) 直流電橋的電壓輸出
則輸出電壓 U 是 U 與 U 之間的差，即
由（3）可知，當(dāng)橋臂電阻滿足如下條件時(shí)，即
R1R3=R2R4 （4）
電橋的輸出電壓 U0=0，電橋處于平衡狀態(tài)。
為了保證測(cè)量的準(zhǔn)確性，在實(shí)測(cè)之前應(yīng)使電橋平衡（置零），這樣輸出電壓只與應(yīng)變計(jì)感受應(yīng)變所引起的電阻變化有關(guān)。
2) 按上述力學(xué)模型解釋：
當(dāng) F=0 時(shí)，R1R3=R2R4；U0=0；
當(dāng) F＞0 時(shí)，R1、R3 增加，R2、R4 減小，U0＞0。
若欲得到與上述電信號(hào)相反的結(jié)果時(shí)，只需將 A 與C（或B與 D）之間的電源正、負(fù)極互換即可。
3) 當(dāng)橋臂電阻的阻值發(fā)生變化時(shí)，電橋的輸出電壓也隨著發(fā)生變化，當(dāng)⊿R<<R 時(shí)，其輸出電壓與電阻變化率⊿R/R（或應(yīng)變ε）成線性關(guān)系。
三、稱重測(cè)力傳感器的分類
1 按受力方式分類
等。
2 按彈性體材料分類
不銹鋼：主要應(yīng)用在食品、化工、醫(yī)藥等有腐蝕性環(huán)境的場(chǎng)所；
合金鋼：適用于無(wú)腐蝕性或腐蝕性不強(qiáng)的環(huán)境場(chǎng)所；
鋁合金：一般使用在小量程等商用衡器場(chǎng)所。
3 按輸出數(shù)據(jù)類別分類
模擬式傳感器：輸出為模擬量信號(hào)，如電壓、電流等；
數(shù)字式傳感器：輸出信號(hào)為數(shù)字信號(hào)，如 RS485、RS422。
4 按適用溫度分類
常溫：使用在常規(guī)場(chǎng)所，對(duì)溫度沒有特殊要求；
高溫（超高溫）：使用在冶金、核電等溫度較高的環(huán)境；
低溫：使用在溫度低于-30℃的場(chǎng)所，如冷凍試驗(yàn)。
5 按準(zhǔn)確度級(jí)別分類
根據(jù)傳感器的綜合性能分為 A、B、C、D 四個(gè)級(jí)別。
6 按結(jié)構(gòu)分
1）柱式；2）剪切梁式；3）平行梁式；4）板環(huán)式；5）S 型；6）彎曲梁式;7)扭環(huán)式；8）輪輻式等。
五、稱重測(cè)力傳感器的基本應(yīng)用
主要應(yīng)用在各種電子衡器、工業(yè)控制領(lǐng)域、在線控制計(jì)量、安全過(guò)載報(bào)警、材料實(shí)驗(yàn)機(jī)等領(lǐng)域。
1）、電子汽車衡；2）、電子臺(tái)秤；3）、電子叉車秤；4）、動(dòng)態(tài)軸重秤；5）、電子吊鉤秤；6）、電子計(jì)價(jià)秤；7）、電子鋼材秤；8）、電子軌道衡；9）、連續(xù)累計(jì)自動(dòng)衡器；10）、重力式自動(dòng)衡器；11）、自動(dòng)分檢衡器；12）、重量限制器；13）過(guò)載保護(hù)器；14）、稱重模塊（用于料斗秤、配料秤、罐裝秤及工業(yè)領(lǐng)域）
原創(chuàng)作者：深圳市創(chuàng)鑫儀器有限公司
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