应变式称重传感器使用简介
应变式压力传感器的原理及应用
应变式压力传感器的原理及应用
一、应变式压力传感器的工作原理
应变式压力传感器是通过应变测量物体受力大小的一种传感器。
其工作原理是：在物体内部或表面放置应变片，当外部施加压力时，应变片就会发生形变并沿着其敏感方向产生感应电阻的变化。
传感器接收感应电阻的信号，并将其转化为电信号输出。
因此，当外界的压力改变时，应变感应电阻的值也随之改变，进而实现对压力变化的检测与测量。
二、应变式压力传感器在电子秤中的应用
电子秤是应变式压力传感器的主要应用领域之一。
在电子秤中，传感器被安装在秤盘下面，在物品放在秤盘上时，其所承受的重力会被传感器感知并转化为电信号，进而计算出物品的重量。
目前，市面上电子秤的类型繁多，其中最为流行的是称重范围较小（数百克至数千克）的电子秤。
这类秤采用应变式压力传感器作为其核心部件，具有灵敏度高、精度高、反应迅速的特点。
同时，由于应变式压应力传感器具有结构简单，易于维护等优点，因此在电子秤中的应用也较为广泛。
应变式称重传感器使用简介
应变式称重传感器使用简介中国计量科学研究院周祖濂【摘要】称重传感器是电子衡器的关键基础部件，其准确度、稳定性和可靠性直接影响称重系统的计量性能，而正确的选择和使用称重传感器是至关重要的一环。
本文在收集国内外称重传感器使用经验的基础上，重点介绍了如何从种类繁多的称重传感器中选择适合的结构类型以及如何判别不同厂家所生产的同类型称重传感器的性能和应用特点。
【关键词】称重传感器；电子衡器；计量性能；受力轴线一、概述对于各种称重系统而言，称重传感器是决定系统准确性和可靠性的关键部件。
甚至将称重传感器称做称重系统的“心脏”。
在我国介绍称重传感器的文章中，多偏重于称重传感器的制造、工艺以及使用材料力学分析特性，而讨论称重传感器运用的文章不太多。
特别是如何从种类繁多的称重传感器中选择适合的结构以及如何判别不同厂家所生产的同类型称重传感器的性能谁优谁劣，如何正确安装称重传感器都是电子衡器制造产业中所关心的问题，特别是对刚步入此产业的人员所关心的问题。
二、带有转接头的称重传感器图1（a）、（b）给出了常见的带有转接头的称重传感器示图。
图1（a）带有转接头的称重传感器图1（b）带有转接头的称重传感器图中的符号表示称重传感器接触点与相应的承载器或安装基础间可移动的关系：允许沿称重传感器轴的法线方向移动，例如当温度增高时，膨胀所引起的改变。
｜｜带有可变位的沿称重传感器轴的法线方向移动（弹性反回效应）,允许温度胀缩和抗横向冲击。
0 允许倾斜，称重传感器的倾斜或承载器偏斜，可保持称重传感器轴线方向无移动。
具有自对中效果与称重传感器构成一个完整的组件。
由于原文是取自德文杂志，我对其中的一些内容做简短说明。
实际上图中介绍拉、压、单梁和双梁各类称重传感器使用时的各种加载转接头。
图1（a）（原图2）三个称重传感器是拉、压式的基本结构，第二组为八种压式称重传感器示图，之后是拉式称重传感器。
图1（b）（原图3）示出十种单梁式称重传感器，其后是单点式称重传感器。
应变式称重传感器故障检测方法及步骤
应变式称重传感器故障检测方法及步骤〖概述〗应变式称重传感器是一种将力信号转换为电信号的机电元件，广泛应用于电子称重领域，自动控制和自动检测领域等，是称重和检测系统的核心元器件。
应变式传感器往往会因为一些人为或自然因素损坏，比如传感器过载，冲击，或不小心跌落，大力拽传感器导线，雷击或大电流通过传感器，化学腐蚀，潮气浸蚀或高粉尘环境以及传感器内部的元器件的老化等。
直接导致的后果可能是称重系统漂移，显示不稳定或不显示数数据等现象。
主要介绍一些常见的称重系统故障中有关传感器部分检测方法和步骤注：应变式传感器对其应用环境依赖性很强，在选用传感器时应考虑环境对传感器的要求。
如果传感器使用环境较差，请尽量选用防护等级高的产品。
〖准备工作〗在从称重系统中拆除称重传感器前应该仔细慎重地判别系统的结构和传感器是否存在下列问题：1. 检查是否是系统传力故障，可能由于灰尘，机械部位未对准，元件传力延缓等原因，而非传感器故障；传感器安装方向是否正确。
2. 检查系统在传力部位是否有损伤，锈蚀或者明显的磨损；冬季应注意传感器传力部位是否有结冰现象，影响系统的传力和复位；3. 检查系统的限位装置是否工作，其间隙是否符合要求；4. 检查传感器电缆线与接线盒和显示仪表连接是否正确；有无断线连接导线接触不良的情形；5. 检查接线盒和仪表是否有故障，尤其是接线盒中电位器的情况在对传感器进行下述各项检查前，应该对传感器进行一个外观检查，检查传感器是否锈蚀（特别是贴片区域），传感器电缆线的完整性，传感器电缆线入口处的环境等。
下述的仪表设备是检测传感器的必要的装置：1. 高性能经校准的数字三用表，检查准确度能达到±0.5Ω和±0.1mv, 检查传感器的零点输出和桥路完整性；2. 兆欧表，测试传感器的绝缘强度。
推荐量程范围50VDC下测试5000MΩ。
不得使用50V以上电压测试绝缘；绝对禁止使用摇表测试绝缘。
检测说明第一步：零点输出检查零点输出，即传感器在没有载荷的情形下的输出值，所有的载荷（包括秤架等静载荷）都必须去掉的情况下，测试传感器的输出。
电阻应变式称重传感器的原理和应变片技术
电阻应变式称重传感器的原理和应变片技术2012/7/26阅随着科学技术与经济的发展进步，电子衡器作为百姓日常生活中一种贸易结算的手段，已经被广泛使用。
无论小到几公斤的电子计价秤，还是大到100多吨的电子汽车衡都是由称重传感器这一主要部件实现质量与电量的转换的。
因此对称重传感器的结构组成，工作原理及相关知识的阿了解，对于从事检定和修理方面的工作人员来说尤为重要。
下面就从几个方面对电阻应变式称重传感器作以具体介绍。
一、电阻应变式称重传感器的工作原理和结构电阻应变式称重传感器之所以能作为质量——电量的转换元件，是基于金属丝在受拉或受压后会发生弹性形变，其电阻值也随之产生相应的变化这一物理特性实现的。
当电阻应变片内金属丝受到外力作用发生弹性形变时，它的长度L，横截面s及电阻率P均会发生相应的变化。
电阻相对变化为电阻相对变化公式称重传感器接线图在钢制的弹性体上，成对地在纵向和横向上贴有R1，R2，R3，R4共4个电阻应变片，它们组成一个全桥式测量电路，如图所示。
图中A，c两点接人激励电压u，一般使用交流或直流电源供电，B，D两点为输出端，工作时将输出电压信号u。
这种桥式测量电路，可以灵敏地测量极微小的电阻变化。
当弹性体受物体的作用时，弹性体便产生弹性形变，粘在其表面的电阻应变片随其同步地变形，因而改变了它们的电阻值。
电阻应变片的长度L，截面积S，电阻率P均随之发生变化。
由于电阻应变片组成的桥式电路是平衡的，电阻应变片的电阻变化会引起电桥的不平衡，从而输出电压信号，该信号与物体的质量()成正比。
根据上述原理制成的应变式称重传感器主要由三部分组成，即弹性元件，电阻应变片和测量电路，用专门、十分严格的粘贴技术并通过连接线将这三者联系起来，就可以实现质量——电量信号之间的线性变换。
二，电阻应变片的主要技术特性1．灵敏度。
金属丝的灵敏度系数(Ko)是表示金属丝受力后，电阻的相对变化与轴向长度的相对变化之间的关系。
当金属丝制成应变片后，应变片的灵敏系数K就是一个新的量值了，而且K恒小于Ko。
应变式电阻称重传感器的工作原理
应变式电阻称重传感器的工作原理下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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电子秤的传感器原理
电子秤的传感器原理电子秤的传感器原理是利用压力传感器实现重量测量。
压力传感器是一种可以感知外力并产生电信号的装置，它可以将物体施加在其上的压力转化成电信号输出。
常见的电子秤传感器主要包括应变式传感器（strain gauge sensor）和电容式传感器（capacitive sensor）两种。
首先，我们来看应变式传感器的工作原理。
应变式传感器是最常用的电子秤传感器，它利用物体受力后产生的应变效应来测量重量。
应变式传感器一般由弹性金属片和应变电阻组成。
当物体施加在传感器上时，弹性金属片会因受力而产生微小的变形，这种变形称为应变。
应变会引起应变电阻的变化，应变电阻的变化与应变成正比。
应变电阻通常采用应变片（strain gauge）制作，应变片是一种细而薄的金属片，其导电性会随应变而发生变化。
应变片的电阻值随着应变的变化而改变，这样就可以通过测量电阻值的变化来确定物体所受的压力，从而得到物体的重量。
常见的测量方法是利用电桥测量电阻变化，其中应变片作为电桥的一个分支，当物体施加压力时，电桥的平衡状态会发生偏移，通过对电桥的电压变化进行测量就可以得到物体的重量。
其次，电容式传感器的工作原理是利用物体压力改变电容量来实现重量测量。
电容式传感器由两个带电的并行平板电极组成，当物体施加在电极上时，电容间的储存电荷会发生变化。
根据电容的计算公式，C = εA/d，电容C与电介质介电常数ε、电极面积A以及电极间距d有关。
当物体施加压力时，电极间的距离会改变，从而改变了电容值。
通常，电容式传感器会通过变换电容的值并转化为电信号输出，通过电路进行处理，最终得到物体的重量。
综上所述，电子秤的传感器原理主要是通过应变式传感器或电容式传感器来测量物体受力后产生的应变或电容变化，从而实现重量测量。
这些传感器通过将物体受力转化为电信号输出，并通过电路处理得到最终的测量结果。
电子秤传感器的精度和稳定性对于重量测量的准确性起着至关重要的作用。
一、电阻应变式称重传感器特性及应用--实验指导书
试验一电阻应变式称重传感器特性指导教师：吴华伟一、实验目的：1）TS-OSC-7A开放式传感器电路实验平台的熟悉和了解；2）电桥测试电路的连接方法；3）应变片安装及连接；4）随重量变化的电阻应变片的应变效应，测量和记录重量和电压的变化关系。
二、实验内容：1 TS-OSC-7A开放式传感器电路实验平台的熟悉2 电桥电路实现应变片称重测量三、实验设备●开放式传感器电路实验主板；●TS-INQ-8U多通道数据采集模块；●电阻应变式称重传感器工作对象；●砝码一套；●跳线若干；●PC机；●万用表等，●传感器特性测量.vi；●全桥电路的应用-物体重量测量.vi；四、实验原理图4-1 电阻应变式称重传感器对象结构，图4-2 传感器工作对象的信号线的连接过程。
图4-1 电阻应变式称重传感器对象结构图4-2 传感器工作对象的信号线的连接过程五、实验步骤1.按原理图找到相应的集成模块，或手动自塔电路；2.测试系统连线（电源、信号、输出、采集等）；3.系统供电，并使电桥测量电路初始测量电压＜0.5V；4.改变砝码的重量，观察并记录电桥的输出电压。
5.根据任务中测量的数据，在直角坐标系中绘制关于电阻应变式称重传感器输出电压与称重物体质量之间的关系曲线。
6.观察该曲线的线性特性并计算该关系曲线的函数关系式六、实验报告1.写出实验目的及原理图；2.实验具体步骤；3.根据实验曲线，计算求出应变—重量的函数关系；4.回答思考题。
七、思考题如何用电桥进行温度补偿？注意：1、本任务中采用的电阻应变式称重传感器的量程为5kg，在工作过程中请勿超出量程，以免损坏传感器2、电源线正负号不要接反，以免烧坏器件。
称重传感器是什么？PLC如何连接？怎样使用才能最精确？
称重传感器是什么？PLC如何连接？怎样使用才能最精确？原创不易，请勿抄袭！重量是生活中一个重要的单位，那么在工业上它更是非常重要。
生产环节中加了多少公斤的原料，产生了多少公斤的废品等等等等，这些数据都是支撑着整个工厂良好运行的必要元素。
那么在工业上如何计算重量呢？我们需要使用称重传感器称重传感器的原理是在被测物体上的重力按一定比例转换成可计量的输出信号。
西门子称重传感器的测量采用应变式原理，应变片被固定在弹性体上。
外力的作用导致弹性体产生形变，在弹性体上的应变片随之产生形变。
由于应变片外部形状的变化，其电阻值也会相应发生变化。
左上角和右下角应变片被压缩，电阻薄膜变短，阻值变小。
右上角和左下角应变片被拉伸，电阻薄膜变长，阻值变大。
对于每只称重传感器，至少4个应变片被连接在一起组成一个惠斯通电桥。
当传感器受力导致应变片电阻发生变化时，电桥不平衡。
在激励电压不变的情况下，输出信号的大小与传感器受力成正比。
称重传感器一般可以连接PLC或者二次表进行示数。
常见的工业传感器分为四线制和六线制；对于四线制传感器，只有下图黑色所示的四个电缆，其中EXC+和EXC-是称重模块给传感器的激励，SIG+和SIG-为称重传感器的输出；对于六线制传感器，会多出两根红色的线，SENSE+和SENSE-它们的作用是什么呢？这两根线是做补偿用的，当传感器和称重模块的距离较远时，这两根线会进行补偿，进而使得测量结果更精确一些。
在实际现场的使用中，因为工况比较复杂，使得称重传感器和称重模块之间的距离较远，称重模块给传感器的供电电压假设为6V，那么由于线路的损耗，该激励信号到达称重传感器时小于6V，在同样受力情况下，传感器的输出信号与供电电压成正比，所以称重模块通过一个高阻抗回路将传感器侧实际的供电电压反馈给称重模块，称重模块通过内部的比较器对输出的供电电压进行调节。
称重模块可以连接四线制和六线制传感器都可以。
如果连接四线制传感器，需要在接线盒或者称重模块侧将SENSE+与EXC+短接，SENSE-与EXC-短接。
电阻应变式称重传感器的应用特点
电阻应变式称重传感器的应用特点
电阻应变式称重传感器的应用特点
1）由于采用机械运动结构，抗冲击能力较差
电阻应变式地磅称重传感器由于冲击，设备运行一段时间后可能会造成秤台变形，将影响称重精度，并使动态修正曲线发生变化，称量修正无法还原原来的数据，从而使计重设备准确度下降，这时往往需要维修和标定。
2）安装及调试过程比较复杂
相对于组合式或弯板式轴重衡，其基坑建设是比较复杂的，基坑需要挖至深70~80cm，还要将框架用混凝土固定在路面中间后，一次施工周期长，对路面破坏大。
3）不能很好的放水、防水
基坑排水管道出口一般低于收费广场排水沟底，需增加水井和自动潜水泵以保证及时排水，否则将影响称量精度。
4）对恶劣气候没有有效的防范措施
这种结构是钢结构间，由于结构复杂，且有运动部件，虽经一定的防腐处理，但仍男完全解决潮湿以及汽车尾气对设备的腐蚀，如雨水、潮湿气候及汽车尾气，以及车道内的杂物、泥沙、机油等从间隙中落入基坑时，都会影响计重称量设备的正常运行。
称重传感器使用说明书
称重传感器使用说明书一：原理和结构传感器利用电阻应变原理构成。
当被测的力通过拉压头直接作用于粘贴有电阻应变片的空心圆柱体的应变筒上，则应变筒轴向压缩，径向膨胀，相应轴向电阻应变值降低，径向值增加，电桥失去平衡，在外界提供电桥电源时则角输出端有不平衡的电压输出，该电压正比于作用在荷重传感器上的被测力。
传感器电路采用八片电阻应变片组成全桥结构。
二：特点1、传感器结构简单，安装、使用、携带方便。
2、具有较好的密封的防潮性能。
3、具有较高的抗振动、冲击稳定性。
4、结构设计保证了传递误差小且测量可靠，并有良好的静、动态特性。
5、能用于远距离进行静态和动态测量。
三：主要性能1、输出灵敏度：1.5mV/V2、非线性误差：0.1-0.3%R.O3、滞后误差：0.1-0.3%R.O4、重复性误差：0.1%R.O5、桥路阻抗：350欧姆6、过载能力：20%R.O7、绝缘阻抗：200兆欧8、激励电压：DC12V四：接线1，4——激励电压；1——电源正4——电源负2，3——输出信号；2——信号正3——信号负5，——屏蔽线五：使用守则保养1、遵守使用守则和保养方法才能保证测量可靠，满足主要技术条件中规定的指标、安全和较长的使用寿命。
2、传感器工作环境尽可能清洁，避免与较高的非工作热源接触。
3、传感器供桥电压不超过15V，（一般为10），采用容量大、稳定性高的电源并尽量靠近传感器。
4、作远距离测量时连接电缆、传感器、放大器及被测对象均需接地，布线尽量远离噪声源，尽量缩短和固定。
5、传感器接应变仪（或放大器）后，必须预热，待仪器稳定后开始工作。
6、被测量作用线与传感器的轴线重合，以免侧向力带来测量误差。
7、传感器不使用时，放置于干燥箱，保证使用寿命。
8、传感器不要随便启开外壳。
9、传感器定期进行静态标定。
应变测量传感器使用说明
应变测量传感器使用说明应变传感器是针对恶劣环境下静动态工程结构应变测量需要设计制造的，可以用于各型电阻应变仪长期监测钢结构和混凝土结构的工作应力、应变。
传感器保留了电阻应变原有的特点，又具有良好的稳定性、可靠性和环境适应性，安装简便快速，解决了用应变计不能实现各种工程监控任务，并在测量精度、分辨率等技术性能方面有所提高。
传感器的电器连接方式按下图动力试桩力传感器使用技术动力试桩力传感器是试桩分析仪力学参数测量的主要原件，力传感器实际测量的是应变，而力是通过桩身断面面积、桩身材料弹性模量计算出来的。
传感器安装在桩身侧面，在试桩现场测量桩身冲击应变，因而传感器要具有防尘、防水、防机械冲击和良好的动态特性和高分辨力。
传感器使用须知：1、在传感器安装使用前应检查传感器。
2、将传感器借入试桩分析仪，检查传感器的零点输出是否在允许范围内。
3、在试桩分析仪处于接收状态时，手持传感器一端，在另一端分别用手指硬、软部位轻轻敲击，就能观察不同的信号图形。
4、传感器的安装固定5、传感器与桩身接触的基面已经研磨，十分平整，因而安装传感器的桩身表面也必须用磨光机打磨平整，并与传感器基面吻合良好。
6、传感器使用M6mm机制六角螺栓固定，对于钢桩，在测点位置先钻5mm的孔，孔中心间距为76.2mm，允许偏差±1mm，然后用M6mm丝钻铰成螺孔。
对于砼桩需用M6mm爆钉或膨胀螺栓固定，为了保证孔距在允许偏差范围内，建议先打好一孔，装上胀锚螺栓，套上打孔样板后钻另一孔。
对于木桩可以用木螺丝固定传感器。
安装传感器轴线与桩身轴线平行偏差小于3°。
7、安装固定传感器要用长度适合的M6六角或内六角便准螺栓，螺栓与传感器接触面应加垫圈，以防擦伤传感器。
8、拧紧螺栓过程中，应十分小心，随时监视输出信号，切勿使传感器弯曲或扭曲超过传感器的变形极限，产生不可回复的永久变形，损坏传感器。
9、安装传感器拧紧螺栓过程中，可以适当地拉伸、压缩传感器，使传感器输出接近零位。
电阻应变式称重传感器基础知识
电阻应变式称重传感器基础知识1.电阻应变式称重传感器等工作原理2.称重传感器常用技术参数3.称重传感器选用的一般规则4.使用称重传感器注意事项1.电阻应变式称重传感器等工作原理电阻应变式称重传感器是基于这样一个原理：弹性体（弹性元件，敏感梁）在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在他表面的电阻应变片（转换元件）也随同产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变化（增大或减小），再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成了将外力变换为电信号的过程。
由此可见，电阻应变片、弹性体和检测电路是电阻应变式称重传感器中不可缺少的几个主要部分。
下面就这三方面简要论述。
一、电阻应变片电阻应变片是把一根电阻丝机械的分布在一块有机材料制成的基底上，即成为一片应变片。
他的一个重要参数是灵敏系数K。
我们来介绍一下它的意义。
设有一个金属电阻丝，其长度为L，横截面是半径为r的圆形，其面积记作S，其电阻率记作ρ，这种材料的泊松系数是μ。
当这根电阻丝未受外力作用时，它的电阻值为R：R = ρL/S（Ω）（2—1）当他的两端受F力作用时，将会伸长，也就是说产生变形。
设其伸长ΔL，其横截面积则缩小，即它的截面圆半径减少Δr。
此外，还可用实验证明，此金属电阻丝在变形后，电阻率也会有所改变，记作Δρ。
对式（2--1）求全微分，即求出电阻丝伸长后，他的电阻值改变了多少。
我们有：ΔR = ΔρL/S + ΔLρ/S –ΔSρL/S2 （2—2）用式（2--1）去除式（2--2）得到ΔR/R = Δρ/ρ + ΔL/L –ΔS/S （2—3）另外，我们知道导线的横截面积S = πr2，则Δs = 2πr*Δr，所以ΔS/S = 2Δr/r （2—4）从材料力学我们知道Δr/r = -μΔL/L （2—5）其中，负号表示伸长时，半径方向是缩小的。
μ是表示材料横向效应泊松系数。
把式（2—4）（2—5）代入（2--3），有ΔR/R = Δρ/ρ + ΔL/L + 2μΔL/L=（1 + 2μ（Δρ/ρ）/（ΔL/L））*ΔL/L= K *ΔL/L （2--6）其中K = 1 + 2μ +（Δρ/ρ）/（ΔL/L）（２--７）式（2--6））说明了电阻应变片的电阻变化率（电阻相对变化）和电阻丝伸长率（长度相对变化）之间的关系。
应变式测力与称重传感器
应变式测力与称重传感器摘要：当今时代，传感器技术已形成为电子工业基础产品的一个独立门类，是信息社会的重要技术基础，应变式力传感器用作静态、动态条件下测力或称重，在我国工业生产过程检测与控制、自动计量等领域已大量应用。
随着技术进步以及用现代电子信息技术改造传统产业的深入，其需求量日趋增加。
关键词：应变式测力传感器；应变式称重传感器；电阻应变片；电桥；线性度一、应变式测力与称重传感器原理：应变式测力与称重传感器的工作原理是以应变效应为基础的。
它由弹性体、电阻应变片及若干元器件组成。
将四片（或8片）电阻应变片粘贴在弹性体上, 当有负荷作用时, 弹性体在贴片处即产生拉、压成双的弯曲应力（或剪应力）, 从而使应变片发生阻值变化, 利用惠斯顿电桥电路就可输出电信号（见图1），传感器的工作原理框图如图2 所示。
(一)信号处理电路 1.转换电路应变片将应变的变化转换成电阻相对变化R R∆，还要把电阻的变化再转换为电压或电流的变化，才能用电测仪表进行测量。
通常采用电桥电路实现微小阻值变化的转换。
2.直流电桥（1）直流电桥的工作原理四臂电桥如上图所示，因为应变片电阻值变化很小，可以认为电源供电电流为常数，即加在电桥上的电压也是定值，假定电源为电压源，内阻为零，则流过负载电阻L R 的电流为)()())((2143432143213241R R R R R R R R R R R R R R R R R UI L L ++++++-=LI =0时电桥平衡，则平衡条件为：3241R R R R =若将应变片接入电桥一臂，应变片的阻值变化量可以用检流计转换为电流L I 的大小表示（称偏转法），也可以用改变相邻桥臂阻值的方法，使L I 恢复到零（称零读法）然后根据相邻桥臂阻值的变化来确定应变片的阻值变化。
（2）不平衡直流电桥的工作原理及灵敏度当电桥后面接放大器时，放大器的输入阻抗都很高，比电桥输出电阻大很多，可以把电桥输出端看成开路，电桥的输出式为：UR R R R R R R R U ))((432132410++-=应变片工作时，其电阻变化ΔR ，此时有不平衡电压输出。
称重传感器的原理和应用形式
称重传感器的原理和应用形式1. 引言称重传感器是一种用于测量物体质量或重量的传感器，广泛应用于工业生产、医疗设备、农业和家用电器等领域。
本文将简要介绍称重传感器的工作原理和常见的应用形式。
2. 原理称重传感器根据力学原理进行工作，通过测量物体受到的力来计算质量或重量。
以下是几种常见的称重传感器原理：•电阻应变原理：电阻应变原理是最常见的称重传感器原理之一。
传感器中的薄膜电阻会受到外力的作用而发生变化，通过测量电阻的变化来确定物体的重量。
•压电效应原理：压电效应原理是利用压电晶体的特性来测量重量。
当压电材料受到力作用时，会产生电荷，通过测量电荷的大小来确定物体的重量。
•电容变化原理：电容变化原理是通过测量电容变化来测量重量。
当物体放置在电容器上时，电容值会随重量的改变而发生变化，通过测量电容值的变化来确定物体的重量。
3. 应用形式称重传感器的应用形式多种多样，以下是几种常见的应用形式：•单点称重传感器：单点称重传感器适用于小型和轻型设备，如家用电子秤和小型工业秤。
该传感器通常使用电阻应变原理，将传感器安装在平台的中心位置，能够测量物体的重量。
•S型称重传感器：S型称重传感器适用于中等重量和大小的设备，如中型工业秤和物料搬运设备。
该传感器常采用电阻应变原理，具有较高的精度和稳定性。
•吊称式称重传感器：吊称式称重传感器适用于大型和重型设备，如汽车秤和起重机。
该传感器常采用压电效应原理，通过将传感器安装在吊钩或挂载系统上，能够测量物体的重量。
•压力传感器组合应用：有些应用场景需要同时测量物体的重量和压力，此时可以将称重传感器与压力传感器结合使用，以满足不同的测量需求。
4. 总结称重传感器是一种常见的用于测量物体质量或重量的传感器，根据不同的工作原理和应用场景，有多种不同的应用形式。
本文简要介绍了称重传感器的原理，包括电阻应变原理、压电效应原理和电容变化原理，并介绍了几种常见的应用形式，如单点称重传感器、S型称重传感器、吊称式称重传感器和压力传感器组合应用。
应变式电阻传感器
称重传感器是工业测量中使用较多的一种传感器，它是电子秤的 敏感元件，几乎运用到了所有的称重领域。称重传感器的量程从几 克到几百吨。
称重传感器根据制造原理不同可分为应变式、感应式、电容式、振
弦式等，其中应变式称重传感器在电子称重系统中应用最广泛。
这节课我们要学习的就是应变式电阻传感器。
应变式电阻传感器
(2 6)
Байду номын сангаас因为
/ E
(2 7)
λ-为压阻系数，与材质有关；
σ为试件的应力； E为试件材料的弹性模量。 R (1 2 E ) 所以 R
(2 8)
根据上述特点，测量应力或应变时，被测对象产生微小机械
变形，应变片随着发生相同的变化，同时应变片电阻值也发 生相应变化。 值。
电阻应变片式传感器的使用方法
根据测量环境、测量对象不同，电阻应 变片也有多种形式。
在测量时，将应变片贴在不同的部位，它可以感受拉伸的力 （拉力，正应变），也可以感受压缩的力（压力，负应变）。 例如圆柱形拉力传感器。R1、R2、R3、R4是四个完全相同 的应变片，R1、R4竖粘，为轴向贴片，感受拉伸，正应变； R2、 R3横粘，为径向贴片，感应压缩，负应变。
荷重传感器动态演示
电阻应变式传感器的使用方法有以下二种： 第一种是将应变片直接粘贴于被测构件上，用来测定构 件的应变或应力。 第二种是将应变片贴于弹性元件上，与弹性元件一起构 成应变式传感器敏感元件。
这种传感器可以测量力、位移、加速度 等物理参数。
2017/9/21
应变片的粘贴
在测量力时，可将应变片直接粘贴在被测部位。 应变片的粘贴，是应变片测量技术的关键环节之一， 将直接影响胶的粘接质量及测量精度，如果贴片不 严格，技术不熟练，即使选用最好的应变片也无济 于事。
称重传感器工作原理
称重传感器工作原理1.原理2.应变式称重传感器的工作原理应变式称重传感器是最常见的称重传感器之一、它由弹性体材料制成，通常为金属。
当物体放置在传感器上时，会导致传感器的弹性体产生应变。
这些应变会在弹性体上产生不均匀的形变，称为应变应力。
应变式称重传感器内置有一个弹性体应变计。
应变计是一种电阻器，其电阻随着应变的产生而变化。
当物体施加在传感器上时，应变计的电阻值会发生变化。
这个变化的电阻值通过电子电路测量并转化为电压或电流信号。
3.压力式称重传感器的工作原理压力式称重传感器是另一种常见的称重传感器。
它是基于物体对传感器产生的压力进行测量的。
传感器内部通常有一个称为压力补偿器的装置，用于减小环境压力对称重测量的影响。
当物体放置在传感器上时，它会对传感器施加压力，通过传感器内部的弹簧装置来产生位移。
该位移通过压电传感器或压阻传感器来测量，这些传感器可以将机械位移转化为电压或电流信号。
4.信号处理称重传感器的信号处理器负责将传感器产生的电压或电流信号转化为实际质量或重量的数值。
这个过程包括校准、放大和滤波。
通过校准，将传感器输出的电压或电流信号与实际加载的重量进行对比，以提高测量精度。
放大器将产生的微弱信号放大到更合适的范围，以便进一步处理和读取。
5.输出设备称重传感器的输出设备可以是数显仪表、电脑、PLC或其他可能需要的设备。
传感器的输出信号经过信号处理后，可以显示在数显仪表上，或通过电气信号传输到电脑或PLC等设备，以实现进一步的数据分析、存储和控制。
综上所述，称重传感器的工作原理是基于物体对传感器产生的应变或压力进行测量，并将其转化为电子信号输出。
该技术在工业、商业、医疗等领域中广泛应用，为准确测量和控制物体重量提供了有效的解决方案。
电阻应变式称重传感器.
基本原理
电阻丝在外力作用下发生机械形变时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为：
∆R/R =Kε
式中∆R/R为电阻丝电阻相对变化，K 为应变灵敏系数，ε=∆L/L 为电阻丝长度相对变化，金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感组件，通过它转换被测部位受力状态变化，电桥的作用是完成电阻到电压的比例变化，电桥电路的输出电压反映了相应的受力状态。
全桥测量电路中，将受力性质相同的两应变片接入电桥对边，不同的接入邻边，应变片初始阻值：R1=R2=R3=R4，其变化值
△R1=△R2=△R3=△R4时，其桥路输出电压U=EK。
图1－1 是压力传感器的测量电路，主要作用是将传感器的输出电压放大。
R8 是电桥的调零电阻，R22是整个放大电路的调零电阻，R9、R21 用来调整运放增益。
图1-1
图所示为本任务中使用的电阻应变式称重传感器对象结构图。
该对象主要由以下三部分构成：称重托盘、传感器-桥臂和底座。
电阻应变式称重传感器通常会有四根线引出来，分别是红、蓝、黄（白）、黑。
应变式传感器的应用
应变式传感器
电阻应变片的结构
• 丝式(绕线式)、箔式、半导体式 • 丝式 引出线
电阻丝(丝栅) 基底
• 金属箔式
应变式传感器
圆柱（筒）式力传感器 •
应变式传感器
图3-13 圆柱（筒）式力传感器 （a） 柱式；（b） 筒式；（c） 圆柱面展开图；（d） 桥路连线图
应变式传感器
2. 环式力传感器
应变式传感器
桥式传感器
应用
应变式传感器
应变式数显扭矩扳手
可用于汽车、摩托车、飞机、内燃机、机械制造和家用电 器等领域，准确控制紧固螺纹的装配扭矩。量程2~500N.m， 耗电量≤10mA，有公制/英制单位转换、式称重传感器注意事项
•
•
一、机械安装方面 ·
应变式传感器
应变式传感器
3.5.1 应变式力传感器 被测物理量为荷重或力的应变式传感器时，统称为应变式力
传感器。其主要用途是作为各种电子称与材料试验机的测力元件、 发动机的推力测试、 水坝坝体承载状况监测等。 应变式力传感器要求有较高的灵敏度和稳定性，当传感器在 受到侧向作用力或力的作用点少量变化时，不应对输出有明显的 影响。
Eb0 h 2 U 0 F 6K S l E
应变式传感器
(3) 固定梁
4只应变片
3Fl 2 bh E
R1 R4 (c) 双端固定梁 F R1、R4
b
h R2、R3
l/2
l/2
应变式传感器
C. 应变式传感器应用
应变式传感器
应变片在悬臂梁上的粘贴及变形
应变式传感器
电子称
原
理
将物品重量通过悬臂梁转 化结构变形再通过应变片 转化为电量输出。
称重传感器要轻拿轻放，尤其是由合金铝制作弹性体的小容量传感器，任何冲击、跌落，对 其计量性能均可能造成极大损害。对于大容量的称重传感器，一般来说，它具有较大的自重， 故而要求在搬运、安装时，尽可能使用适当的起吊设备（如手拉葫芦、电动葫芦等）。 · 安装 传感器的底座安装面应平整、清洁，无任何油膜，胶膜等存在。安装底座本身应有足够的强 度和刚性，一般要求高于传感器本身的强度和刚度。 · 水平调整：水平调整有两个方面的内 容。一是单只传感器安装底座的安装平面要用水平仪调整水平，另一方面是指多个传感器的 安装底座的安装面要尽量调整到一个水平面上（用水准仪），尤其是传感器数多于三个的称 重系统中，更应注意这一点，这样做的主要目的是为了使各传感器所承受的负荷基本一 致。 ·每种称重传感器的加载方向都是确定的，而我们使用时，一定要在此方向上加载负荷。 横向力、附加的弯矩、扭矩力应尽量避免。 · 尽量采用有自动定位（复位）作用的结构配件， 如球形轴承、关节轴承、定位紧固器等。他们可以防止某些横向力作用在传感器上。要说明 的是：有些横向力并不是机械安装引起的，如热膨胀引起的横向力，风力引起的横向力，及 某些容器类衡器上的搅拌器的振动引起的横向力即不是机械安装引起的。 · 某些衡器上有些 必须接到秤体上的附件（如容器秤的输料管道等），我们应让他们在传感器加载主轴的方向 上尽量柔软一些，以防止他们“吃掉”传感器的真实负荷合而引起误差。 · 称重传感器周围应 尽量设置一些“挡板”，甚至用薄金属板把传感器罩起来。这样可防止杂物玷
中国计量器具标准 型式 称重传感器
中国计量器具标准型式称重传感器一、称重传感器的小科普称重传感器呢，它可是在计量器具标准型式里超重要的存在哦。
就像是我们称东西时候的小眼睛一样，能精准地“看”出物体的重量呢。
它在好多地方都有用到，比如说超市里的电子秤，要是没有这个称重传感器，那可就乱套啦，我们买东西都不知道该给多少钱啦。
还有一些工厂里，要称那些原材料啊、成品啊之类的，也全靠它呢。
二、称重传感器的原理1. 它的工作原理其实还挺有趣的。
一般来说呢，它是利用一些物理特性来工作的。
比如说应变片，当有重量施加在传感器上的时候，应变片就会发生变形，这个变形就会引起电阻的变化，然后通过一些电路的转换，就可以把这个电阻的变化变成我们能看到的重量数值啦。
这就像是我们的身体一样，受到压力的时候会有反应，它也是这样呢。
2. 还有一些称重传感器是利用其他原理的，像是电容式的。
这种的就是根据电容的变化来测量重量的。
就好像是两个小电容在那悄悄对话，重量一变，它们之间的电容关系就变了，然后就把重量给测出来啦。
三、称重传感器的类型1. 应变式称重传感器这种是最常见的啦。
它的优点就是精度比较高，而且稳定性也不错。
就像一个老实可靠的小伙伴，总是能把工作干得很好。
它在各种需要精确称重的地方都能派上用场，像实验室里称那些小试剂之类的。
2. 电容式称重传感器刚刚也提到啦，它的特点就是对环境的适应性比较强。
在一些比较复杂的环境下，比如湿度比较大或者温度变化比较大的地方，它可能就比应变式的更能发挥作用呢。
3. 液压式称重传感器这个就比较特别啦。
它是通过液压的变化来测量重量的。
它的承载能力很强，就像一个大力士一样，能称很重很重的东西，像那些大型的机械零件之类的。
四、称重传感器的应用场景1. 商业领域在超市、商场里，那些电子秤全靠称重传感器才能准确地告诉我们东西的重量和价格。
要是没有它，我们买东西的时候就只能靠猜啦，那可不行。
2. 工业领域在工业生产中，称重传感器的作用可太大了。
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应变式称重传感器使用简介
中国计量科学研究院周祖濂
【摘要】称重传感器是电子衡器的关键基础部件，其准确度、稳定性和可靠性直接影响称重系统的计量性能，而正确的选择和使用称重传感器是至关重要的一环。
本文在收集国内外称重传感器使用经验的基础上，重点介绍了如何从种类繁多的称重传感器中选择适合的结构类型以及如何判别不同厂家所生产的同类型称重传感器的性能和应用特点。
【关键词】称重传感器；电子衡器；计量性能；受力轴线
一、概述
对于各种称重系统而言，称重传感器是决定系统准确性和可靠性的关键部件。
甚至将称重传感器称做称重系统的“心脏”。
在我国介绍称重传感器的文章中，多偏重于称重传感器的制造、工艺以及使用材料力学分析特性，而讨论称重传感器运用的文章不太多。
特别是如何从种类繁多的称重传感器中选择适合的结构以及如何判别不同厂家所生产的同类型称重传感器的性能谁优谁劣，如何正确安装称重传感器都是电子衡器制造产业中所关心的问题，特别是对刚步入此产业的人员所关心的问题。
二、带有转接头的称重传感器
图1（a）、（b）给出了常见的带有转接头的称重传感器示图。
图1（a）带有转接头的称重传感器
图1（b）带有转接头的称重传感器
图中的符号表示称重传感器接触点与相应的承载器或安装基础间可移动的关系：允许沿称重传感器轴的法线方向移动，例如当温度增高时，膨胀所引起的改变。
｜｜带有可变位的沿称重传感器轴的法线方向移动（弹性反回效应）,允许温度胀缩和抗横向冲击。
0 允许倾斜，称重传感器的倾斜或承载器偏斜，可保持称重传感器轴线方向无移动。
具有自对中效果与称重传感器构成一个完整的组件。
由于原文是取自德文杂志，我对其中的一些内容做简短说明。
实际上图中介绍拉、压、单梁和双梁各类称重传感器使用时的各种加载转接头。
图1（a）（原图2）三个称重传感器是拉、压式的基本结构，第二组为八种压式称重传感器示图，之后是拉式称重传感器。
图1（b）（原图3）示出十种单梁式称重传感器，其后是单点式称重传感器。
单点式称重传感器对于水平移动或倾斜不存在自由度。
单点式称重传感器、不锈钢称重传感器和数字称重传感器被认为是后期在应变式称重传感器发展的三个进步点。
最下面是双梁式称重传感器。
由于该资料发表较早。
对有些类型的称重传感器没有介绍，如“马鞍式称重传感器”。
特别是各类称量组件，没有介绍。
称量组件不仅能确保称重传感器的正确使用，给衡器设计和制造者带来很大方便。
大多数双梁式称重传感器的组件都有“自复位（对中）”的能力。
三、正确使用称重传感器的基本要求及选择原则
正确使用称重传感器最基本的要求是作用力矢量应与称重传感器的受力轴线相重合如图2（a）所示。
而图2（b、c和d）的作用力都将引起测量误差，甚至造成损坏。
b：作用力偏于称重传感器受力轴线，c：作用力存在侧向力，d：作用力存在力矩或扭转力。
图2
现今制造称重传感器的厂家，生产出各式各样的称重传感器，但就其结构形式无外
乎单、双梁式、“S”式、单点式和拉压式（罐形或筒形）等。
各厂家制造产品不会因为厂家不同而显示出结构上的明显差异。
而从所给出的技术指标也相似或基本一样，且绝大多数的产品均达到C3级。
所以除了显而易见的价格和实用性以外，如何选择称重传感器的确实是一个很实际的问题。
各厂家的产品虽然都取得各权威部门颁发的称重传感器认证书。
但是这只能代表该次送交试验检测的性能。
而应变式称重传感器是一种高精确度的器件，各批次的产品在制造中的差异，可使最终成品间的性能有所不同。
因为每一批产品从弹性体本身的冶炼、锻造、热处理等不可能完全一致，所以要求对每批产品重新确定，弹性补偿，温度补偿等，使各批次的产品都能具有相当一致的技术参数。
但是生产厂家是否都重新对每批次的产品均做了相应的补偿就不得而知。
所以首选声誉好的品牌厂家的产品是保证称重传感器质量的可靠性的基本保证。
其次很多大型衡器的使用环境远比产品认证试验的条件恶劣。
如温度范围，认证试验为-10℃至+40℃。
而在室外高温可达60℃，甚至更高。
还可能受冲击力、高湿热的冲击。
称重传感器的防湿是保证其能长期使用的极重要的因素。
通常用IP防护标准来表示称重传感器的防护等级（能力）。
由于大多数“真空密封”的称重传感器，电缆线仍然是通过一种压制配件进入到称重传感器的壳件，不是真正的真空密封。
问题是若要提高防护能力、例如由IP67变为IP68就需要耗费更多的制造加工费，使售价提高。
现在的问题是制造商往往有意夸大了这种没有保证所支持的要求，使得IP级别失去它真正的意义。
但是如果您的称重系统的工作环境恶劣，温度很高。
而不考虑IP级别（防护能力），就不要希望电阻应变式称重传感器能在潮湿环境工作。
至于在实际工作条件下，称重传传感器受到冲击力等这类技术要求在厂家说明书中是查不到的，而且也不属于法制认证的内容，要克服和减轻这些干扰的影响。
主要是通过传力转接头来实现。
由图1（a）、（b）中就可看出，同样的外形结构，但可配有适用于各种工作情况的传力转接头。
例如图1（a）中称重传感器⑤的上转接头就加有橡胶层。
这样可以减轻冲击力和倾向力。
选用称重传感器时，不只能关注称重传感器的准确度等级，还应该根据相对DR或Z （Relative DRorZ）和相对Vmin或Y（Relative Vmin or Y）来选适合使用的称重传感器。
参数Z＝E max/（Z·DR）中E max为称重传感器的最大量程，DR为载荷输出最小回程，简单的说它决定了最小检定分度值（e）。
Y min为称重传感器检定分度的最小值，它决定了在最大量程下称重传感器的最大分辨率，即最小检定分度值（d），它由零点的温度系数决定。
它们是设计多量程和多范围秤的依据。
对多范围衡器要求：DR≤0.5e1；
对多量程衡器要求：DR≤e1；
其中e1为第一个（最小）量程的检定分度值。
各类称重传感器的本质差别，决定于称重传感器弹性体的类别，即应变元件（英文的Strain gauge）的特性、结构、几何形状等。
图1（a）、（b）中的应变元件主要为我们常见的柱式、“S”型、单梁和双梁形。
此外还有轮辐式、板簧式、十字梁型等派生的类型。
国外称重传感器制造企业和相关文章还介绍了一些弹性元件，如图3（a）、（b）所示。
图3（a）各种弹性元件结构图
图3（b）各种弹性元件结构图
图中1X Bent membrane（弯曲膜片）和X1 Axis Symmetrical element（轴对称型）是两种值得参考的型式。
国外已有一些成功的产品。
我国是电子汽车衡使用量最多的国家。
在欧洲，目前电子汽车衡使用的称重传感器主要是柱式（罐式）、包括三柱或四柱式称重传感器，这种称重传感器的主要优势在于体积小，体格比双剪切梁式要低很多，但缺点是在安装时比双梁式困难。
而在美洲国家确认为双端剪切梁式最适合电子汽车衡和大罐使用。
这类称重传感器不需要限位装置，具有自复位功能。
使系统更容易安装并减少调试费用，使电子汽车衡和大罐能达到很好
的称重性能。
生产大量程称重传感器制造厂商，必需备有带有温度箱的测力装置，称重传感器能做全程温度范围的温度补偿。
为了保证产品的一致性和加工精度还应备有数控机床等。
没有这些装备能力的厂家是不太可能制造出性能一致的优良产品。
四、结束语
以上所介绍的只是使用称重传感器最基础的知识。
称重传感器必须与适当的机构结合，才成为完整的称重系统。
所以即使选择了合适的称重传感器，还要正确的安装在称重的机构上，才能达到理想的结果。
这不仅要有很好的设计构思，还要有丰富的实践经验才能制造出优秀的称重系统。
所以要用好称重传感器应当对一些优质的产品进行认真的研究，进而能提高衡器的制造水平。