稱(chēng)重傳感器和力傳感器說(shuō)明

       稱(chēng)重傳感器是什么

       稱(chēng)重傳感器 - 有時(shí)稱(chēng)為“力”、“稱(chēng)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(chēng)重傳感器以及可用的不同類(lèi)型的稱(chēng)重傳感器和力傳感器進(jìn)行力測(cè)量。

       稱(chēng)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(chēng)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(zhuān)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?。ㄐ⌒突?，足以使該項(xiàng)目能夠安裝在稱(chēng)重傳感器或力傳感器的主體內(nèi)。

稱(chēng)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(lèi)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(mǎn)足研發(fā)和工業(yè)應(yīng)用中的各種用途，稱(chēng)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(chēng)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(chēng)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(chēng)重傳感器工作原理

       應(yīng)變式稱(chēng)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(chēng)重傳感器越來(lái)越不受歡迎。

       早期的稱(chēng)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(lài)于力施加到稱(chēng)重傳感器的方向。

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