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稱重傳感器按轉(zhuǎn)換原理分為電磁力式、光電式、液壓式、電容式、磁極變形式、振動(dòng)式、陀螺儀式、電陰應(yīng)變式等8類傳感器，以電阻應(yīng)變式使用最廣。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，新舊國標(biāo)有質(zhì)的差異。本文介紹稱重傳感器的工作原理和使用注意事項(xiàng)等知識(shí)。
電阻應(yīng)變式稱重傳感器是基于這樣一個(gè)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，使粘貼在他表面的電阻應(yīng)變片（轉(zhuǎn)換元件）也隨同產(chǎn)生變形，電阻應(yīng)變片變形后，它的阻值將發(fā)生變化（增大或減?。?，再經(jīng)相應(yīng)的測量電路把這一電阻變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)（電壓或電流），從而完成了將外力變換為電信號(hào)的過程。
由此可見，電阻應(yīng)變片、彈性體和檢測電路是電阻應(yīng)變式稱重傳感器中不可缺少的幾個(gè)主要部分。下面就這三方面簡要論述稱重傳感器工作原理。
一、傳感器電阻應(yīng)變片 
電阻應(yīng)變片是把一根電阻絲機(jī)械的分布在一塊有機(jī)材料制成的基底上，即成為一片應(yīng)變片。他的一個(gè)重要參數(shù)是靈敏系數(shù)K。我們來介紹一下它的意義。 
設(shè)有一個(gè)金屬電阻絲，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ρ，這種材料的泊松系數(shù)是μ。當(dāng)這根電阻絲未受外力作用時(shí)，它的電阻值為R： 
R = ρL/S（Ω） （2—1）　　 
當(dāng)他的兩端受F力作用時(shí)，將會(huì)伸長，也就是說產(chǎn)生變形。設(shè)其伸長ΔL，其橫截面積則縮小，即它的截面圓半徑減少Δr。此外，還可用實(shí)驗(yàn)證明，此金屬電阻絲在變形后，電阻率也會(huì)有所改變，記作Δρ。 
對(duì)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： 
ΔR = ΔρL/S + ΔLρ/S –ΔSρL/S2 （2—2） 
用式（2--1）去除式（2--2）得到 
ΔR/R = Δρ/ρ + ΔL/L – ΔS/S （2—3） 
另外，我們知道導(dǎo)線的橫截面積S = πr2，則 Δs = 2πr*Δr，所以 
ΔS/S = 2Δr/r （2—4） 
從材料力學(xué)我們知道 
Δr/r = -μΔL/L （2—5） 
其中，負(fù)號(hào)表示伸長時(shí)，半徑方向是縮小的。μ是表示材料橫向效應(yīng)泊松系數(shù)。把式（2—4）（2—5）代入（2--3），有 
ΔR/R = Δρ/ρ + ΔL/L + 2μΔL/L 
=（1 + 2μ（Δρ/ρ）/（ΔL/L））*ΔL/L 
= K *ΔL/L （2--6） 
其中 
K = 1 + 2μ +（Δρ/ρ）/（ΔL/L） （２--７） 
式（2--6））說明了電阻應(yīng)變片的電阻變化率（電阻相對(duì)變化）和電阻絲伸長率（長度相對(duì)變化）之間的關(guān)系。　　 
需要說明的是：靈敏度系數(shù)K值的大小是由制作金屬電阻絲材料的性質(zhì)決定的一個(gè)常數(shù)，它和應(yīng)變片的形狀、尺寸大小無關(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)無因次量，即它沒有量綱。 
在材料力學(xué)中ΔL/L稱作為應(yīng)變，記作ε，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με。這樣，式（２--６）常寫作： 
ΔR/R = Kε (2—8)　　
二、稱重傳感器彈性體的原理　　 
彈性體是一個(gè)有特殊形狀的結(jié)構(gòu)件。它的功能有兩個(gè)，首先是它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，它要產(chǎn)生一個(gè)高品質(zhì)的應(yīng)變場（區(qū)），使粘貼在此區(qū)的電阻應(yīng)變片比較理想的完成應(yīng)變棗電信號(hào)的轉(zhuǎn)換任務(wù)。 
以托利多公司的SB系列稱重傳感器的彈性體為例，來介紹一下其中的應(yīng)力分布。 
設(shè)有一帶有肓孔的長方體懸臂梁?！　?nbsp;
肓孔底部中心是承受純剪應(yīng)力，但其上、下部分將會(huì)出現(xiàn)拉伸和壓縮應(yīng)力。主應(yīng)力方向一為拉神，一為壓縮，若把應(yīng)變片貼在這里，則應(yīng)變片上半部將受拉伸而阻值增加，而應(yīng)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(diǎn)的應(yīng)變表達(dá)式，而不再推導(dǎo)。 
ε = （3Q（1+μ）/2Eb）*（B（H2-h2）+bh2）/ （B（H3-h3）+bh3） （2--9） 
其中：Q--截面上的剪力；E--揚(yáng)氏模量：μ—泊松系數(shù)；B、b、H、h—為梁的幾何尺寸。 
需要說明的是，上面分析的應(yīng)力狀態(tài)均是“局部”情況，而應(yīng)變片實(shí)際感受的是“平均”狀態(tài)。
三、檢測電路原理
檢測電路的功能是把電阻應(yīng)變片的電阻變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷狠敵?。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，可以比較方便的解決稱重傳感器的補(bǔ)償問題等，所以惠斯登電橋在稱重傳感器中得到了廣泛的應(yīng)用。 
因?yàn)槿珮蚴降缺垭姌虻撵`敏度最高，各臂參數(shù)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。
其實(shí)稱重傳感器原理上就是壓力傳感器，形狀不一樣而已，通常有很多種方法傳感的，但我見到，用得比較多，比如地磅用的那些，一般為電渦流式。
也就是說，他有一個(gè)電渦流觸發(fā)繞組，然后還有一個(gè)傳感器感應(yīng)電渦流強(qiáng)度。
由于這個(gè)傳感器整體是金屬封裝，電渦流在其內(nèi)部，受到壓后形變，渦流就發(fā)生變化，放大后就可以讀到數(shù)據(jù)了。
然后，封裝這個(gè)東西的材料，通常選用剛性材料， 總之，就是一般的金屬，比如鋼，但肯定不會(huì)用很軟的東西的。至少電渦流方式傳感的壓力傳感器，是不會(huì)用軟金屬制造的。
因?yàn)榧词故卿摚退闶艿綁毫π巫兡敲磶孜⒚?，那么電渦流的變化也足夠感應(yīng)出到底變化了多少而且如果是軟金屬，稱很重東西的時(shí)候，可能很容易出問題。
稱重傳感器的使用知識(shí)
隨著技術(shù)的進(jìn)步,由稱重傳感器制作的電子衡器已廣泛地應(yīng)用到各行各業(yè),實(shí)現(xiàn)了對(duì)物料的快速、準(zhǔn)確的稱量，特別是隨著微處理機(jī)的出現(xiàn)，工業(yè)生產(chǎn)過程自動(dòng)化程度化的不斷提高，稱重傳感器已成為過程控制中的一種必需的裝置，從以前不能稱重的大型罐、料斗等重量計(jì)測以及吊車秤、汽車秤等計(jì)測控制，到混合分配多種原料的配料系統(tǒng)、生產(chǎn)工藝中的自動(dòng)檢測和粉粒體進(jìn)料量控制等，都應(yīng)用了稱重傳感器，目前，稱重傳感器幾乎運(yùn)用到了所有的稱重領(lǐng)域。
本系統(tǒng)由微機(jī)控制稱重傳感器的稱重和比較，并輸出控制信號(hào)，執(zhí)行定值稱量，控制外部給料系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)行自動(dòng)稱量和快速分裝的任務(wù)。
系統(tǒng)采用MCS-51單片機(jī)和V/F電壓頻率變換器等電子器件，其硬件電路框圖如圖1所示，用8031作為中央處理器，BCD拔碼盤作為定值設(shè)定輸入器，物料裝在料斗里，其重量使傳感器彈性體發(fā)生變形，輸出與重量成正比的電信號(hào)，傳感器輸出信號(hào)經(jīng)稱重變送器放大后，輸入V/F轉(zhuǎn)換器進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，變送成的頻率信號(hào)直接送入8031微處理器中，其數(shù)字量由微機(jī)進(jìn)行處理。微機(jī)一方面把物重的瞬時(shí)數(shù)字量送入顯示電路，顯示出瞬時(shí)物重，另一方面則進(jìn)行稱重比較，開啟和關(guān)閉加料口和變送器，放料于箱中等一系列的稱重定值控制。
稱重傳感器的電子秤原理
傳統(tǒng)概念上，負(fù)荷傳感器是稱重傳感器、測力傳感器的統(tǒng)稱，用單項(xiàng)參數(shù)評(píng)價(jià)它的計(jì)量特性。舊國標(biāo)將應(yīng)用對(duì)象和使用環(huán)境條件完全不同的“稱重”和“測力”兩種傳感器合二為一來考慮，對(duì)試驗(yàn)和評(píng)價(jià)方法未給予區(qū)分。舊國標(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，來確定稱重傳感器準(zhǔn)確度等級(jí)，分別用0.02、0.03、0.05......1.0表示。
稱重傳感器的原理是在被測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)?？紤]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綜合控制傳感器準(zhǔn)確度，并將綜合誤差帶與衡器誤差帶(圖1)聯(lián)系起來，以便選用對(duì)應(yīng)于某一準(zhǔn)確度衡器的稱重傳感器。國際法制計(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％，稱重傳感器使用知識(shí)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誤差帶δ。這就允許傳感器制造廠對(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。
剪切梁式稱重傳感器原理是彈性體受力的作用后，需要測量的不是其正應(yīng)力，而是由剪切力引起的切應(yīng)力。但切應(yīng)力本身是測量不出來的，它只能產(chǎn)生于與工字梁中心軸 線成45“的互相垂直的主應(yīng)力，也就是產(chǎn)生于由切應(yīng)力而引起的拉伸應(yīng)力及壓縮應(yīng)力。因此，將4片應(yīng)變計(jì)分別貼在工字梁腹板的兩面，并與中心軸線成45。的 相互垂直的位置上。這4個(gè)應(yīng)變計(jì)組成全橋，當(dāng)傳感器承受載荷時(shí)，應(yīng)變計(jì)R,,R3的電阻值增大，R2,R;的電阻值減小，其結(jié)果在電橋的對(duì)角 線上產(chǎn)生與載荷成正比的不平衡輸出。利用這一原理，便可測出力或載荷的大小。
 

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