一、稱重傳感器的基本知識  

 

 1. 定義:GB/T7551-2008《稱重傳感器》 

 

    考慮到使用地點的重力加速度(g)和空氣浮力(f)的影響后,通過把其中一種被測量(質量)轉換成另外一種被測量(輸出)來測量質量的力傳感器。  

 

   被測量(質量)——→稱重傳感器——→輸出  

 

 2. 組成 

 

   敏感元件+傳感元件+測量電路  

 

   其中:敏感元件——電阻應變計;   傳感元件——彈性體;       測量電路——惠斯登電橋 

 

二、電阻應變式傳感器的工作原理 

 

    以金屬材料為轉換元件的電阻應變計,其轉換原理是基于金屬電阻絲的電阻——應變效應。所謂應變效應是指金屬導體(電阻絲)的電阻值隨變形(伸長或縮短)而發生改變的一種物理現象。如圖所示: 


1)受力前(F=0)電阻值        R ρL/S   1                             

 

2)受力后(F0)電阻變化值  R=R*Kε 2  

 

    結論:金屬絲拉伸,電阻值增加; 金屬絲壓縮,電阻值減小。 

 

3)幾種常見的電阻應變計外形 

 

 

  

 

 

 4)電阻應變計的組成部分 

 

  

                       

 

 5)我公司常用應變計的阻值(Ω) 

 

    3507001000 

 

 1. 兩個典型的力學模型 

 

 

 F時,R1R3 被拉伸,阻值增大;R2R4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、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 R1R2R3R4 組成。 

 

 1) 直流電橋的電壓輸出 

 

    則輸出電壓 U  U  U 之間的差,即 

 

 

    由(3)可知,當橋臂電阻滿足如下條件時,即 

 

          R1R3=R2R4                       4 

 

    電橋的輸出電壓 U0=0,電橋處于平衡狀態。 

 

    為了保證測量的準確性,在實測之前應使電橋平衡(置零),這樣輸出電壓只與應變計感受應變所引起的電阻變化有關。 

 

 2) 按上述力學模型解釋: 

 

     F=0 時,R1R3=R2R4U0=0 

 

     F時,R1R3 增加,R2R4 減小,U00 

 

    若欲得到與上述電信號相反的結果時,只需將 A C(或B D)之間的電源正、負極互換即可。 

 

 3) 當橋臂電阻的阻值發生變化時,電橋的輸出電壓也隨著發生變化,當⊿R<<R 時,其輸出電壓與電阻變化率⊿R/R(或應變ε)成線性關系。 

 

三、稱重測力傳感器的分類 

 

按受力方式分類 

 

                                                           等。 

 

按彈性體材料分類 

 

    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:適用于無腐蝕性或腐蝕性不強的環境場所; 

 

    鋁合金:一般使用在小量程等商用衡器場所。 

 

按輸出數據類別分類 

 

   模擬式傳感器:輸出為模擬量信號,如電壓、電流等; 

 

   數字式傳感器:輸出信號為數字信號,如 RS485RS422 

 

按適用溫度分類 

 

   常溫:使用在常規場所,對溫度沒有特殊要求; 

 

   高溫(超高溫):使用在冶金、核電等溫度較高的環境; 

 

   低溫:使用在溫度低于-30℃的場所,如冷凍試驗。 

 

按準確度級別分類 

 

   根據傳感器的綜合性能分為 ABC四個級別。 

 

按結構分 

 

    1)柱式;2)剪切梁式;3)平行梁式;4)板環式;5型;6)彎曲梁式;7)扭環式;8)輪輻式等。 

 

五、稱重測力傳感器的基本應用 

 

   主要應用在各種電子衡器、工業控制領域、在線控制計量、安全過載報警、材料實驗機等領域。 

 

    1)、電子汽車衡;2)、電子臺秤;3)、電子叉車秤;4)、動態軸重秤;5)、電子吊鉤秤;6)、電子計價秤;7)、電子鋼材秤;8)、電子軌道衡;9)、連續累計自動衡器;10)、重力式自動衡器;11)、自動分檢衡器;12)、重量限制器;13)過載保護器;14)、稱重模塊(用于料斗秤、配料秤、罐裝秤及工業領域)