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載轉換為可測量（模擬或數字）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(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)行力測量。

       稱(chēng)重傳感器工作原理

       這種轉換是通過(guò)應變片的物理變形實(shí)現的，應變片粘合在稱(chēng)重傳感器結構上。應變儀連接到具有四個(gè)應變儀（全橋）、兩個(gè)應變儀（半橋）或一個(gè)應變儀（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(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定的直流電源來(lái)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變儀儀器兼容。這些儀器包括數字顯示器、模擬和數字放大器。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）用于后續處理。

數字放大器通常提供 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。模擬和數字儀器的尺寸都已減?。ㄐ⌒突?，足以使該項目能夠安裝在稱(chēng)重傳感器或力傳感器的主體內。

稱(chēng)重傳感器設計的區別在于它們產(chǎn)生的輸出信號類(lèi)型（氣動(dòng)、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(mǎn)足研發(fā)和工業(yè)應用中的各種用途，稱(chēng)重傳感器可以采用多種形式。然而，當今的大多數設計都使用應變計作為傳感元件，其中使用了箔片或半導體。

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

半導體應變儀的模式范圍較小，但具有體積更小和應變系數大的優(yōu)點(diǎn)，因此對于相同的給定應力可產(chǎn)生更大的輸出。由于這些特性，它們往往用于微型稱(chēng)重傳感器設計。校準環(huán)用于負載測量，使用經(jīng)過(guò)校準的金屬環(huán)，其運動(dòng)由精密位移傳感器測量。

       稱(chēng)重傳感器工作原理

       應變式稱(chēng)重傳感器將作用在其上的負載轉換為電信號。儀表本身粘合在梁或結構構件上，當施加力時(shí)會(huì )變形。在大多數情況下，使用四個(gè)應變片以獲得最大的靈敏度和溫度補償。兩個(gè)壓力表通常處于拉伸狀態(tài)，兩個(gè)壓力表帶有補償調整。當施加負載時(shí)，應變會(huì )與負載成比例地改變應變計的電阻。隨著(zhù)應變計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)重傳感器設計簡(jiǎn)單地使用應變計來(lái)測量直接應力，當金屬元件受到拉力或壓縮力時(shí)，該應力被引入金屬元件中。彎曲梁型設計使用應變計來(lái)監測傳感元件在受到彎曲力時(shí)的應力。最近，剪切應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(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。