稱重傳感器的原理及其物理組成的三要素

深圳市力準傳感技術(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，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也會使應(yīng)變片變短變厚。反過來講，這樣也會導(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，從而完成了將外力變換為電信號的過程。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主要部分。

然后我們再來分別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?。因為惠斯登電橋具有很多?yōu)點，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。因為全橋式等臂電橋的靈敏度最高，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

彈性體是一個有特殊形狀的結(jié)構(gòu)件。它的功能有兩個，首先是它承受稱重傳感器所受的外力，對外力產(chǎn)生反作用力，達到相對靜平衡；其次，它要產(chǎn)生一個高品質(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械的分布在一塊有機材料制成的基底上，即成為一片應(yīng)變片。他的一個重要參數(shù)是靈敏系數(shù)K。當他的兩端受F力作用時，將會伸長，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（電阻相對變化）和電阻絲伸長率（長度相對變化）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。