稱重傳感器 - 有時(shí)稱為“力”、“重量”或“重量”傳感器，可將作用在其上的負(fù)載轉(zhuǎn)換為可測量的輸出信號(hào)。輸出信號(hào)的大小與施加的力或負(fù)載成正比。有哪些類型的稱重傳感器？選擇的依據(jù)是什么？本文收集整理了一些資料，希望對讀者有比較大的參考。
稱重傳感器。分類
稱重傳感器主要有光電式、液壓式、電容式、電磁式、磁極變式和板環(huán)六種。
1.光電
光電稱重傳感器分為光柵式和編碼器式兩種。
(1) 光柵傳感器
光柵形成的莫爾條紋用于將角位移轉(zhuǎn)換為光電信號(hào)。有兩種光柵，一種是固定光柵，另一種是安裝在轉(zhuǎn)軸上的移動(dòng)光柵。加在承重平臺(tái)上的被測物通過傳力杠桿系統(tǒng)帶動(dòng)千分表軸轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)移動(dòng)光柵轉(zhuǎn)動(dòng)，使莫爾條紋也隨之移動(dòng)。利用光電管、轉(zhuǎn)換電路和顯示儀表，可以計(jì)算出移動(dòng)的莫爾條紋數(shù)量，測量光柵的旋轉(zhuǎn)角度，從而判斷和讀取被測物體的質(zhì)量。
(2) 碼盤傳感器
碼盤（符號(hào)盤）是一塊安裝在表盤轉(zhuǎn)軸上的透明玻璃，按照一定的編碼方式編有黑白代碼。當(dāng)加在承重臺(tái)上的被測物通過傳力桿轉(zhuǎn)動(dòng)撥盤軸時(shí)，碼盤轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度。光電管通過碼盤接收光信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，由電路進(jìn)行數(shù)字處理，在顯示屏上顯示代表被測質(zhì)量的數(shù)字。光電傳感器主要用于機(jī)電組合秤。
2.液壓
在被測物重力P的作用下，液壓油的壓力增加，增加的程度與P成正比。通過測量壓力的增加量可以確定被測物的質(zhì)量。液壓傳感器結(jié)構(gòu)簡單牢固，測量范圍大，但精度一般不超過1/100。
3. 電容式
電容式稱重傳感器的工作原理是電容振蕩電路的振蕩頻率 f 與極板之間的距離 d 之間的比例關(guān)系。有兩個(gè)板，一個(gè)是固定的，另一個(gè)是可移動(dòng)的。當(dāng)承載平臺(tái)承載被測物時(shí)，板簧發(fā)生偏轉(zhuǎn)，兩極板之間的距離發(fā)生變化，電路的振蕩頻率也發(fā)生變化。通過測量頻率的變化，可以得到被測物體在承重平臺(tái)上的質(zhì)量。電容式傳感器功耗更低，成本更低，精度為 1/200 到 1/500。
4、電磁力
電磁力式稱重傳感器的工作原理是承載平臺(tái)上的負(fù)載與電磁力平衡。當(dāng)被測物置于承重平臺(tái)上時(shí)，杠桿一端向上傾斜；光電裝置檢測傾斜信號(hào)，經(jīng)放大后流入線圈，產(chǎn)生電磁力，使杠桿恢復(fù)到平衡狀態(tài)。被測物體的質(zhì)量可以通過對產(chǎn)生電磁平衡力的電流進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換來確定。電磁力傳感器精度高，可達(dá)1/2000～1/60000，但稱重范圍只有幾十毫克到10公斤之間。
5.磁極變化
當(dāng)鐵磁元件因被測物體的重力而發(fā)生機(jī)械變形時(shí)，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)磁率發(fā)生變化，使繞在鐵磁元件兩側(cè)的次級(jí)線圈（磁極）的感應(yīng)電壓也隨之發(fā)生變化。通過測量電壓的變化可以得到施加在磁極上的力，進(jìn)而可以確定被測物體的質(zhì)量。磁極變體傳感器的精度不高，一般為1/100。適用于大噸位稱重工作，稱重范圍為幾十到幾萬公斤。
6.板環(huán)式
板環(huán)式稱重傳感器的結(jié)構(gòu)具有應(yīng)力流線分布清晰、輸出靈敏度高、整體彈性體、結(jié)構(gòu)簡單、應(yīng)力狀態(tài)穩(wěn)定、易于加工等優(yōu)點(diǎn)。目前在傳感器生產(chǎn)中仍占有較大比重，這種結(jié)構(gòu)傳感器的設(shè)計(jì)公式目前還不完善。這種彈性體的應(yīng)變計(jì)算比較復(fù)雜，設(shè)計(jì)時(shí)一般將其視為環(huán)形彈性體進(jìn)行估算。尤其是1t及以下量程的板環(huán)傳感器，計(jì)算誤差較大，會(huì)有較大的非線性誤差。
稱重傳感器的選擇依據(jù)
主要包括傳感器的靈敏度、傳感器的精度、傳感器的穩(wěn)定性、傳感器的數(shù)量和范圍四個(gè)方面。
1. 靈敏度
靈敏度越高越好。只有在靈敏度高的情況下，才能在測量物體重量時(shí)獲得更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。
但靈敏度越高，外界對稱重傳感器的影響越大，外界噪聲會(huì)干擾傳感器的判斷。因此，對傳感器的抗噪聲性能有一定的要求，以盡量減少噪聲對傳感器的影響。
2. 準(zhǔn)確性
稱重傳感器
稱重傳感器類型
有許多類型的稱重傳感器以適應(yīng)不同的應(yīng)用。常見的包括：
單點(diǎn)稱重傳感器：通常用于地磅，放置在重物下方。彎梁式稱重傳感器：多個(gè)稱重傳感器放置在鋼結(jié)構(gòu)下方，并從上方加載重物。壓縮力傳感器：多個(gè)高量程稱重傳感器放置在鋼結(jié)構(gòu)下方，并從上方加載重物。拉力稱重傳感器：一個(gè)重物懸掛在一個(gè)或多個(gè)傳感器下方。稱重傳感器還具有其他特性，例如特殊結(jié)構(gòu)或特性等，具體取決于應(yīng)用，例如，如果系統(tǒng)需要每天徹底清潔。稱重傳感器需要更高的防護(hù)等級(jí)和密封性等。
稱重傳感器也可以根據(jù)信號(hào)傳輸?shù)念愋瓦M(jìn)行分類：數(shù)字稱重傳感器具有內(nèi)置電子設(shè)備，用于處理、顯示和傳輸測量結(jié)果。對于模擬稱重傳感器，需要額外的設(shè)備 - 測量放大器。
四個(gè)應(yīng)變計(jì)連接到下方的稱重傳感器上，當(dāng)施加力時(shí)會(huì)變形。箭頭方向?yàn)榱Φ募虞d方向。
壓力傳感器
彎梁式稱重傳感器
單點(diǎn)稱重傳感器
拉向稱重傳感器
環(huán)境對稱重傳感器的影響
稱重傳感器的一個(gè)特點(diǎn)是環(huán)境起著決定性的作用。
環(huán)境溫度
每一種物質(zhì)都會(huì)隨著溫度的變化而變化，隨著溫度的升高而膨脹，隨著溫度的降低而收縮。這同樣適用于稱重傳感器及其應(yīng)變儀，也會(huì)影響導(dǎo)體的電阻。然而，為了在不受環(huán)境溫度影響的情況下獲得正確的測量值，HBM 稱重傳感器內(nèi)置了復(fù)雜的溫度補(bǔ)償機(jī)制。
稱重傳感器必須能夠承受各種影響。 “對于汽車衡，它必須能夠承受各種戶外環(huán)境影響。在世界范圍內(nèi)，例如在西伯利亞。
施加在其他方向上的力（“寄生力”）
根據(jù)稱重傳感器的安裝環(huán)境，例如稱重容器放置在傳送帶下方，可能會(huì)出現(xiàn)重量以外的負(fù)載。 “寄生力”不僅預(yù)計(jì)會(huì)出現(xiàn)在主要方向上，還會(huì)從側(cè)面施加，下方。稱重傳感器不是為此目的而開發(fā)的，測量結(jié)果可能不正確或錯(cuò)誤。因此，在安裝過程中必須小心，以確保沒有寄生力或盡可能少地寄生力。 HBM 稱重傳感器附件和稱重模塊幫助用戶限度地減少這些寄生力并獲得準(zhǔn)確的測量結(jié)果。
帶有 HBM 稱重傳感器的汽車衡
稱重傳感器精度
無論使用何種稱重傳感器，精度都起著非常重要的作用。稱重傳感器有不同的額定范圍（額定范圍是指預(yù)期負(fù)載）和精度等級(jí)。應(yīng)變技術(shù)精度等級(jí)一般為C、D。帶電子校正的應(yīng)變稱重傳感器精度等級(jí)較高。
“稱重占主導(dǎo)地位，因?yàn)樯唐分饕粗亓砍鍪�。�?——斯特凡·施密特
因此，稱量必須嚴(yán)謹(jǐn)、準(zhǔn)確。對于沙子或礫石等值貨物，稱重傳感器不需要非常，D級(jí)精度就足夠了。另一方面，對于醫(yī)藥產(chǎn)品，需要精度的 A 級(jí)或 B 級(jí)。肉類、水果和蔬菜等最常見的消費(fèi)品稱重精度為 C 級(jí)，機(jī)械工程或建筑材料秤也需要 C 級(jí)精度。
嚴(yán)格的稱重計(jì)標(biāo)準(zhǔn)繼續(xù)為稱重傳感器開發(fā)商提出新的挑戰(zhàn)。對于具有更高 OIML 精度等級(jí)的稱重傳感器，精度偏差僅為幾 ppm（百萬分之幾）。
調(diào)整、校準(zhǔn)和貿(mào)易認(rèn)證
為了確保稱重傳感器在現(xiàn)場的工作方式，它們通常不僅在工廠進(jìn)行調(diào)整和校準(zhǔn)，而且在安裝地點(diǎn)進(jìn)行認(rèn)證。如果將一公斤的物體放在稱重傳感器上，根據(jù)精度等級(jí)，顯示的重量也應(yīng)該是 1 公斤，而不是 857 克。這樣，也可以檢測到諸如寄生力之類的良好影響。
稱重傳感器技術(shù)趨勢
基于應(yīng)變的稱重傳感器具有非常廣泛的應(yīng)用。 HBM 在稱重傳感器的開發(fā)和制造方面擁有超過 65 年的經(jīng)驗(yàn)，并不斷開發(fā)新的解決方案以滿足未來的需求。
應(yīng)變稱重技術(shù)在許多領(lǐng)域都沒有得到充分利用，但趨勢已經(jīng)確定——需要更、更強(qiáng)大、更快、更智能的產(chǎn)品，并且它們需要易于使用。
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