稱重傳感器和力傳感器說明

       稱重傳感器是什么

       稱重傳感器 - 有時稱為“力”、“稱重”或“重量”傳感器 - 是一種傳感器，可將作用在其上的負載轉(zhuǎn)換為可測量（模擬或數(shù)字）輸出。輸出與施加的力或負載成正比。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行力測量。

       稱重傳感器工作原理

       這種轉(zhuǎn)換是通過應(yīng)變片的物理變形實現(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應(yīng)變儀（全橋）、兩個應(yīng)變儀（半橋）或一個應(yīng)變儀（四分之一橋）的惠斯通電橋電路中。對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，以補償溫度對零或空載信號和靈敏度的影響（由于施加的負載而產(chǎn)生的輸出，加上另一個電阻器以使電橋在空載時為零）。

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

       輸出選項

       這些低電平毫伏信號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)計的區(qū)別在于它們產(chǎn)生的輸出信號類型（氣動、液壓或電氣），或者它們檢測負載或重量的方法（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，當今的大多數(shù)設(shè)計都使用應(yīng)變計作為傳感元件，其中使用了箔片或半導(dǎo)體。

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

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，因此對于相同的給定應(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。校準環(huán)用于負載測量，使用經(jīng)過校準的金屬環(huán)，其運動由精密位移傳感器測量。

       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載轉(zhuǎn)換為電信號。儀表本身粘合在梁或結(jié)構(gòu)構(gòu)件上，當施加力時會變形。在大多數(shù)情況下，使用四個應(yīng)變片以獲得最大的靈敏度和溫度補償。兩個壓力表通常處于拉伸狀態(tài)，兩個壓力表帶有補償調(diào)整。當施加負載時，應(yīng)變會與負載成比例地改變應(yīng)變計的電阻。隨著應(yīng)變計版本不斷提高其精度同時降低單位成本，其他稱重傳感器越來越不受歡迎。

       早期的稱重傳感器設(shè)計簡單地使用應(yīng)變計來測量直接應(yīng)力，當金屬元件受到拉力或壓縮力時，該應(yīng)力被引入金屬元件中。彎曲梁型設(shè)計使用應(yīng)變計來監(jiān)測傳感元件在受到彎曲力時的應(yīng)力。最近，剪切應(yīng)力的測量已被用作一種更有效的載荷確定方法，因為這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、壓電和振弦式稱重傳感器。