稱重傳感器和力傳感器說(shuō)明

       稱重傳感器是什么

       稱重傳感器 - 有時(shí)稱為“力”、“稱重”或“重量”傳感器 - 是一種傳感器，可將作用在其上的負(fù)載轉(zhuǎn)換為可測(cè)量（模擬或數(shù)字）輸出。輸出與施加的力或負(fù)載成正比。下面我們將解釋如何使用稱重傳感器以及可用的不同類型的稱重傳感器和力傳感器進(jìn)行力測(cè)量。

       稱重傳感器工作原理

       這種轉(zhuǎn)換是通過(guò)應(yīng)變片的物理變形實(shí)現(xiàn)的，應(yīng)變片粘合在稱重傳感器結(jié)構(gòu)上。應(yīng)變儀連接到具有四個(gè)應(yīng)變儀（全橋）、兩個(gè)應(yīng)變儀（半橋）或一個(gè)應(yīng)變儀（四分之一橋）的惠斯通電橋電路中。對(duì)于半橋和四分之一橋，橋是使用精密監(jiān)視器完成的。

在電橋電路中配置了額外的可連接電阻器，以補(bǔ)償溫度對(duì)零或空載信號(hào)和靈敏度的影響（由于施加的負(fù)載而產(chǎn)生的輸出，加上另一個(gè)電阻器以使電橋在空載時(shí)為零）。

       完成的惠斯通電橋需要穩(wěn)定的直流電源來(lái)激勵(lì)電路。這通常是 5Vdc 或 10Vdc，但可以是 1Vdc 到 18Vdc 之間的任何值。

       輸出選項(xiàng)

       這些低電平毫伏信號(hào)與范圍廣泛的定制應(yīng)變儀儀器兼容。這些儀器包括數(shù)字顯示器、模擬和數(shù)字放大器。典型的模擬放大器會(huì)產(chǎn)生更高電平的電壓（0-5Vdc、0-10Vdc）或電流（0-20mA、4-20mA）用于后續(xù)處理。

數(shù)字放大器通常提供 RS232、RS422 或 RS485 輸出，使用通用 ASCII 協(xié)議或已開(kāi)發(fā)的許多更專業(yè)的行業(yè)特定協(xié)議之一，例如 Modbus。模擬和數(shù)字儀器的尺寸都已減小（小型化），足以使該項(xiàng)目能夠安裝在稱重傳感器或力傳感器的主體內(nèi)。

稱重傳感器設(shè)計(jì)的區(qū)別在于它們產(chǎn)生的輸出信號(hào)類型（氣動(dòng)、液壓或電氣），或者它們檢測(cè)負(fù)載或重量的方法（彎曲、剪切、壓縮、拉伸等）。

       為了滿足研發(fā)和工業(yè)應(yīng)用中的各種用途，稱重傳感器可以采用多種形式。然而，當(dāng)今的大多數(shù)設(shè)計(jì)都使用應(yīng)變計(jì)作為傳感元件，其中使用了箔片或半導(dǎo)體。

       箔式壓力計(jì)提供了最廣泛的稱重傳感器設(shè)計(jì)選擇，因此往往是最常用的。應(yīng)變計(jì)模式提供張力、壓縮力和剪切力的測(cè)量。

半導(dǎo)體應(yīng)變儀的模式范圍較小，但具有體積更小和應(yīng)變系數(shù)大的優(yōu)點(diǎn)，因此對(duì)于相同的給定應(yīng)力可產(chǎn)生更大的輸出。由于這些特性，它們往往用于微型稱重傳感器設(shè)計(jì)。校準(zhǔn)環(huán)用于負(fù)載測(cè)量，使用經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的金屬環(huán)，其運(yùn)動(dòng)由精密位移傳感器測(cè)量。

       稱重傳感器工作原理

       應(yīng)變式稱重傳感器將作用在其上的負(fù)載轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。儀表本身粘合在梁或結(jié)構(gòu)構(gòu)件上，當(dāng)施加力時(shí)會(huì)變形。在大多數(shù)情況下，使用四個(gè)應(yīng)變片以獲得最大的靈敏度和溫度補(bǔ)償。兩個(gè)壓力表通常處于拉伸狀態(tài)，兩個(gè)壓力表帶有補(bǔ)償調(diào)整。當(dāng)施加負(fù)載時(shí)，應(yīng)變會(huì)與負(fù)載成比例地改變應(yīng)變計(jì)的電阻。隨著應(yīng)變計(jì)版本不斷提高其精度同時(shí)降低單位成本，其他稱重傳感器越來(lái)越不受歡迎。

       早期的稱重傳感器設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單地使用應(yīng)變計(jì)來(lái)測(cè)量直接應(yīng)力，當(dāng)金屬元件受到拉力或壓縮力時(shí)，該應(yīng)力被引入金屬元件中。彎曲梁型設(shè)計(jì)使用應(yīng)變計(jì)來(lái)監(jiān)測(cè)傳感元件在受到彎曲力時(shí)的應(yīng)力。最近，剪切應(yīng)力的測(cè)量已被用作一種更有效的載荷確定方法，因?yàn)檫@種方法不太依賴于力施加到稱重傳感器的方向。

       使用的其他類型的稱重傳感器包括液壓（或靜液壓）、氣動(dòng)、壓電和振弦式稱重傳感器。