稱重傳感器的原理及其物理組成的三要素

深圳市力準(zhǔn)傳感技術(shù)有限公司三十七年來都在致力于力傳感器的研發(fā)和設(shè)計(jì)，目前已經(jīng)研發(fā)的產(chǎn)品有幾百上千種，而稱重傳感器是我們研發(fā)設(shè)計(jì)的傳感器的類型之一，它是一種將所受力從一種形式轉(zhuǎn)換到另一種形式的設(shè)備。稱重傳感器也是一種拉壓力傳感器，將施加在稱重傳感器上的力轉(zhuǎn)化為可測量的電信號(hào)并輸出在顯示儀器上面的，因此稱重傳感器也跟其他傳感器一樣，需要搭配顯示儀表共同使用。

目前在工業(yè)應(yīng)用中最常用的稱重器類型是應(yīng)變片式的稱重傳感器，應(yīng)變片稱重傳感器在受力的同時(shí)也會(huì)使應(yīng)變片變短變厚。反過來講，這樣也會(huì)導(dǎo)致應(yīng)變片的電阻變化，然后就可以將所測量的力值轉(zhuǎn)換為電壓變化并輸出在儀表顯示其中，由于輸出的這種變化與施加的重量量成正比，因此可以從電壓變化中確定物體的重量。

下面我們來詳細(xì)講一下其中的工作原理：稱重傳感器彈性體（彈性元件，敏感梁）在外力作用下產(chǎn)生彈性變形，使粘貼在他表面的電阻應(yīng)變片（轉(zhuǎn)換元件）也隨同產(chǎn)生變形，電阻應(yīng)變片變形后，它的阻值將發(fā)生變化（增大或減?。?，再經(jīng)相應(yīng)的測量電路把這一電阻變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，從而完成了將外力變換為電信號(hào)的過程。由此可見，檢測電路(傳輸電纜)、彈性體和電阻應(yīng)變片是電阻應(yīng)變式稱重傳感器中不可缺少的幾個(gè)主要部分。

然后我們?cè)賮矸謩e講解一下什么是稱重傳感器的原理及其物理組成的三要素即【檢測電路(傳輸電纜)、彈性體和電阻應(yīng)變片】：

1、檢測電路(傳輸電纜)

檢測電路的功能是把電阻應(yīng)變片的電阻變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷狠敵?。因?yàn)榛菟沟请姌蚓哂泻芏鄡?yōu)點(diǎn)，如可以抑制溫度變化的影響，可以抑制側(cè)向力干擾，可以比較方便的解決稱重傳感器的補(bǔ)償問題等，所以惠斯登電橋在稱重傳感器中得到了廣泛的應(yīng)用。因?yàn)槿珮蚴降缺垭姌虻撵`敏度最高，各臂參數(shù)一致，各種干擾的影響容易相互抵銷，所以稱重傳感器均采用全橋式等臂電橋。

2、彈性體

彈性體是一個(gè)有特殊形狀的結(jié)構(gòu)件。它的功能有兩個(gè)，首先是它承受稱重傳感器所受的外力，對(duì)外力產(chǎn)生反作用力，達(dá)到相對(duì)靜平衡；其次，它要產(chǎn)生一個(gè)高品質(zhì)的應(yīng)變場，使粘貼在此區(qū)的電阻應(yīng)變片比較理想的完成應(yīng)變棗電信號(hào)的轉(zhuǎn)換任務(wù)。

3、電阻應(yīng)變片

電阻應(yīng)變片是把一根電阻絲機(jī)械的分布在一塊有機(jī)材料制成的基底上，即成為一片應(yīng)變片。他的一個(gè)重要參數(shù)是靈敏系數(shù)K。當(dāng)他的兩端受F力作用時(shí)，將會(huì)伸長，也就是說產(chǎn)生變形。設(shè)其伸長，其橫截面積則縮小，即它的截面圓半徑減少。電阻應(yīng)變片的電阻變化率（電阻相對(duì)變化）和電阻絲伸長率（長度相對(duì)變化）之間成比例的關(guān)系。需要說明的是：靈敏度系數(shù)K值的大小是由制作金屬電阻絲材料的性質(zhì)決定的一個(gè)常數(shù)，它和應(yīng)變片的形狀、尺寸大小無關(guān)，不同的材料的K值一般在1.7—3.6之間；其次K值是一個(gè)無因次量，即它沒有量綱。在材料力學(xué)中ΔL/L稱作為應(yīng)變，記作ε，用它來表示彈性往往顯得太大，很不方便，常常把它的百萬分之一作為單位，記作με。