稱重傳感器的基本知識

1、什么是稱重傳感器？

稱重傳感器是用來將重量信號或壓力信號轉(zhuǎn)換成電量信號的轉(zhuǎn)換裝置。

2、稱重傳感器的測量原理是什么？

稱重傳感器采用金屬電阻應(yīng)變片組成測量橋路，利用金屬電阻絲在張力作用下伸長變細(xì)，電阻增加的原理，即金屬電阻隨所受應(yīng)變而變化的效應(yīng)而制成的（應(yīng)變，就是尺寸的變化）。

3、稱重傳感器的構(gòu)造原理？

金屬電阻具有阻礙電流流動的性質(zhì)，即具有電阻（Ω），其阻值依金屬的種類而異。同一種金屬絲，一般來講，越是細(xì)長，其電阻值就越大。當(dāng)金屬電阻絲受外力作用而伸縮時，其電阻值就會在某一范圍內(nèi)增減。因此，將金屬絲（或膜）緊貼在被測物體上，而且這種絲或膜又很細(xì)或很薄，粘貼又十分完善，那麼，當(dāng)被測物體受外力而伸縮時，金屬電阻絲（膜）也會按比例伸縮，其阻值也會相應(yīng)變化。稱重傳感器就是將金屬電阻應(yīng)變片粘貼在金屬稱重梁上進(jìn)行測量重量信號的。

4、稱重傳感器的外形構(gòu)造與測重形式？

稱重傳感器的外形構(gòu)造隨被測對象的不同，其外形構(gòu)造也會不同。

A、比較常見的稱重傳感器的外形構(gòu)造：

圓柱形（杯柱形）；S形；長方形等。

B、測重形式：

壓縮式；伸張式。

圓柱形（杯柱形）一般均為壓縮式測重形式。

S形，長方形均為壓縮式，伸張式兩用測重形式。

C、內(nèi)部金屬稱重梁形式：

一般分為單孔或雙孔形式。

D、鶴林公司使用的稱重傳感器的外形構(gòu)造與測重形式：

圓柱形——稱重倉（壓縮式），原料粉煤灰秤（壓縮式）。

S形——皮帶秤（壓縮式），包裝機(jī)袋重秤（伸張式）。

長方形——汽車衡（壓縮式），軌道衡（壓縮式），煤粉天平秤（伸張式），固體流量計（壓縮式）。

5、稱重傳感器的電路組成？

稱重傳感器進(jìn)行測量時，我們需要知道的是應(yīng)變片受應(yīng)變時的電阻變化。通?？偸遣捎脩?yīng)變片組成橋式電路（惠斯登電橋），將應(yīng)變片引起的電阻變化轉(zhuǎn)換成電壓變化來進(jìn)行測量的。

設(shè)：電橋的輸入激勵電壓為Ei, ①

則電橋的輸出電壓△E0為：

R1 R2

△E0=Ei×[(R1R3-R2R4)/(R1+R2)(R3+R4)]

輸入激勵電壓 ③ 輸出電壓

令電橋的初始條件為

R1=R2=R3=R4， ④

則△E0=0。

設(shè)電阻值R1的應(yīng)變片受應(yīng)變作用 R3 R4

后的電阻變化為R+△R，則電橋的輸 ②

出電壓△E0為：

△E0=Ei[△R/（4R+2△R）]≌（△R/4R）Ei (R＞＞△R)

由于△R=R×K0×ε，所以

△E0=（Ei×K0×ε）/4

例如，設(shè)K0=2，ε=1000×0.000001, Ei=1V

則: △E0=(1×2×1000×0.000001)/4=0.5mV

式中 K0=系數(shù)（一般為2）

ε=應(yīng)變系數(shù)(一般為500×0.000001~2000×0.000001;相當(dāng)于10~40Kgf/mm2。)

Ei=輸入的激勵電壓

為了增加電橋的視在輸出,大多都將電橋設(shè)計成4枚應(yīng)變片都受力作用的形式(4個工作片)。

此時 △E0=0.5mV×4=2 mV

6、傳感器的輸出靈敏度的表示方法？

電橋的輸出電壓通常用輸入激勵電壓為1V時的輸出電壓（mV/V）來表示。通常稱傳感器的輸出靈敏度。

7、為什么傳感器內(nèi)部要加補(bǔ)償電路？

稱重傳感器在制造過程中，為了改善它的性能，特別是改善溫度特性，一般要在應(yīng)變片電路中附加對零點和靈敏度的溫度補(bǔ)償。即除了應(yīng)變片外，其中還增加了各種補(bǔ)償電阻。

零點補(bǔ)償?shù)哪康氖潜M量減小電橋零點隨溫度的變化，因此，出應(yīng)變片本身的溫度自補(bǔ)償外，又加入了電阻溫度系數(shù)和電橋中應(yīng)變片的溫度系數(shù)不同的電阻元件（如銅電阻或鎳電阻等），以加強(qiáng)補(bǔ)償作用。

靈敏度補(bǔ)償?shù)哪康氖菧p小輸出電壓隨溫度的變化，即補(bǔ)償彈性體的彈性系數(shù)和應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)隨溫度的變化。因此，對電橋中串接了兩個與電橋溫度補(bǔ)償作用相同的電阻。同時電路中的其它電阻用于將電橋的初始平衡，額定輸出和輸入電阻等參數(shù)調(diào)整到規(guī)定的數(shù)值。

8、稱重傳感器的參數(shù)指標(biāo)（中英文對照）

Model: STC-100Kg (型號規(guī)格)

Cap: 100Kg （量程范圍）

Date: 2005/01/14 （生產(chǎn)日期）

S/N: X02274 （出廠編號）

FSO: 2.9981 mV/V （靈敏度）

Recommended Excitation: 10V AC/DC （推薦激勵電壓）

Maximum Excitation: 15V AC/DC （最大激勵電壓）

Output at Rated Load: 2.9981 mV/V （額定負(fù)荷輸出）

Non Linearity: 0.020% （非線性）

Hysteresis: 0.020% （滯后）

Creep(30 minutes): 0.029% （30分鐘蠕動）

Non Repeatability: 0.01% （非重復(fù)性）

Zero Retum(30 minutes): 0.030% （30分鐘零點漂移）

Temp. Effect/℃ on Span: 0.0015% （溫度變化1℃對量程的影響）

Temp. Effect/℃ on Zero: 0.0026% （溫度變化1℃對零點的影響）

Compensated Temp.Range: -10 to 40℃ （溫度補(bǔ)償范圍）

Operating Temp.Range: -20 to 60℃ （工作溫度范圍）

Zero Balance: ±1% （零點平衡）

Input Resistance: 380±5Ω （輸入阻抗）

Output Resistance: 350±3Ω （輸出阻抗）

Insulation Resistance(50VDC): >5000MΩ （絕緣電阻）

Deflecion at Rated Load: Nil （零） （額定負(fù)荷下的傾斜度）

Safe Overload: 150% （允許超載）

Ultimate Overload: 300% （最終超載）

9、稱重傳感器引線功能的具體判斷方法

由于不同生產(chǎn)廠家的傳感器引線的顏色不同，所以不能以具體顏色來判斷引線功能。

使用萬用表的電阻檔可以具體判斷引線功能：

（見前圖）

①——② 激勵電壓輸入端（簡稱輸入端）

③——④ 重量毫伏信號輸出端（簡稱輸出端）

注：若出現(xiàn)不相等的數(shù)據(jù)時，則表明傳感器已經(jīng)損壞，應(yīng)更換。