电阻应变式称重传感器基本原理和补偿
电阻应变式传感器的工作原理
电阻应变式传感器的工作原理
电阻应变式传感器是一种常用的传感器，它可以将物体的应变转化为电阻的变化，从而实现对物体应变的测量。
其工作原理主要是利用电阻在受力作用下产生的应变效应，通过测量电阻值的变化来确定物体的应变情况。
首先，我们来了解一下电阻应变式传感器的基本结构。
它由电阻应变片、支撑件、固定件、连接线等部分组成。
其中，电阻应变片是传感器的核心部件，它通常由金属材料制成，具有一定的弹性。
当外力作用于物体表面时，电阻应变片会发生形变，从而导致其电阻值发生变化。
这种变化可以通过连接线传输到测量仪器中进行检测和分析。
其次，我们来看一下电阻应变式传感器的工作原理。
当外力作用于物体表面时，物体会产生应变，即单位长度内的形变量。
电阻应变片固定在物体表面上，随着物体的应变而产生相应的形变，从而使得电阻值发生变化。
这种变化可以通过连接线传输到测量仪器中，并经过放大、滤波等处理后，最终得到物体的应变情况。
在实际应用中，电阻应变式传感器通常被安装在需要测量应变的物体表面上。
当物体受到外力作用时，电阻应变片会产生相应的应变，从而使得电阻值发生变化。
通过测量仪器对电阻值的变化进行监测和分析，就可以得到物体的应变情况。
这种测量方法简单、灵敏，可以广泛应用于工程、科研等领域。
总的来说，电阻应变式传感器的工作原理是利用电阻在受力作用下产生的应变
效应，通过测量电阻值的变化来确定物体的应变情况。
它具有结构简单、测量精度高、响应速度快等优点，因此在工程、科研等领域得到了广泛的应用。
希望通过本文的介绍，能够让大家对电阻应变式传感器有更深入的了解。
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。
电阻应变式称重传感器的工作原理
电阻应变式称重传感器的工作原理大家好，今天咱们来聊聊那个老掉牙但依然挺实用的玩意儿——电阻应变式称重传感器。
别看它年纪大，可它那点儿事儿，咱们可得好好说说，别小看了这小家伙，它可是现代工业里的重要角色呢！首先得说说这个传感器怎么工作的。
简单来说，就是通过测量物体在受力时产生的形变，然后根据这个形变来计算物体的质量。
听起来是不是有点像魔术师手里的扑克牌，轻轻一变，重量就揭晓了？没错，就是这么神奇！想象一下，你手里握着一块橡皮泥，突然觉得手有点沉，这时候你就能感觉到这块橡皮泥的重量。
而电阻应变式称重传感器就像是一个神奇的放大镜，当你把橡皮泥放在秤上，它就能放大这个“重量”，让你看得清清楚楚。
再来说说它的工作原理。
想象一下，如果把橡皮泥想象成是待测物体，那么当橡皮泥受到压力时，它的体积就会发生变化。
电阻应变式称重传感器里的一个金属丝（也就是一根细细的线），会随着橡皮泥的形变而发生伸缩。
这个金属丝就像是橡皮泥的“触角”，感知着橡皮泥的每一个微小变化。
更有趣的是，这个金属丝并不是直接连接到电路上的，而是通过一种特殊的方式，让金属丝和电路连接起来。
当金属丝因为形变而伸长或缩短时，它会带动一个微小的电流流过。
这个电流的大小，和金属丝的伸缩程度是成正比的。
也就是说，只要知道这个电流的大小，就能算出金属丝的长度变化，进而推算出待测物体的质量变化。
这个过程就像是一场无声的交响乐，金属丝、电路、待测物体，它们之间默契地配合着，共同完成了这场质量测量的奇妙之旅。
最后再简单说一说这个传感器的好处。
它不仅测量精度高，而且响应速度快，稳定性好，非常适合用于各种工业场合。
而且哦，它还特别小巧轻便，不占地方，特别适合那些需要精确测量但又不想给设备增加太多负担的用户。
电阻应变式称重传感器就像是我们生活中的一位隐形的“重量计算师”，默默地为我们提供着精准的数据支持。
虽然它看起来不起眼，但它的作用却是不可替代的。
下次当你看到那些精密的设备在忙碌工作时，不妨想想这位默默付出的“重量计算师”，或许你会对它更加感激呢！。
电阻应变式传感器的工作原理及应用
成本较高
电阻应变式传感器的制造成本 较高，价格相对较贵。
对激励电源要求高
电阻应变式传感器需要稳定的 激励电源，对电源的要求较高
。
05 发展趋势与展望
技术创新与改进
微型化
随着微电子和纳米技术的发展， 电阻应变式传感器正朝着微型化 方向发展，以提高测量精度和灵
敏度。
智能化
集成化、智能化的传感器已成为趋 势，通过与微处理器和算法结合， 实现自校准、自补偿和自适应等功 能。
电阻应变片的结构与工作原理
01 基底
02 敏感栅
03 引线
04 盖片
05 工作原理
支撑电阻丝并传递应力的 介质。
由金属丝或金属箔制成的 敏感元件，用于感受形变 并产生电阻变化。
连接敏感栅与测量电路的 导线。
保护敏感栅和引线的覆盖 层。
当被测物体受到外力作用 时，粘贴在其上的电阻应 变片会随之产生形变，导 致敏感栅的电阻值发生变 化。通过测量电路可以测 量出电阻值的变化，从而 推算出受力的大小。
传感器简介
电阻应变式传感器由敏感元件、转换元件和测量电路组成， 其中敏感元件负责感知被测量的变化，转换元件将敏感元件 输出的应变信号转换为电信号，测量电路则对电信号进行测 量和输出。
电阻应变式传感器的敏感元件通常采用金属箔、金属丝等材 料，当受到外力作用时，这些材料会发生形变，导致其电阻 值发生变化，从而输出相应的电信号。
多功能化
为了满足复杂环境下的测量需求， 电阻应变式传感器正朝着多功能化 方向发展，如压力、温度、湿度等 多参数测量。
应用领域的拓展
医疗健康
01
用于监测生理参数，如血压、心电等，为医疗诊断和治疗提供
支持。
智能制造
称重传感器的原理及应用
称重传感器的原理及应用1.压阻式原理压阻式称重传感器是最简单、最常见的一种称重传感器，它基于材料的电阻值与受力大小成正比关系。
在压阻式称重传感器中，传感器材料内部有一个弹性薄膜，当物体施加力后，薄膜产生变形，从而导致电阻值的变化。
通过测量电阻值的变化，可以推算出物体的重量。
2.应变电阻式原理应变电阻式称重传感器基于材料的应变与受力大小成正比关系。
在应变电阻片上有一个电阻片电桥，当物体施加力后，应变电阻片产生应变，从而导致电桥产生电阻的变化。
使用一个称重传感器时，当物体施加在传感器上时，电桥电阻会发生改变，通过测量电阻值的变化，可以计算出物体的重量。
3.电磁式原理电磁式称重传感器基于洛伦兹力原理。
当物体施加在传感器上时，它会改变传感器内部的电流分布，从而使得电磁感应力发生变化。
通过测量电磁感应力的变化，可以推断出物体的重量。
4.电容式原理电容式称重传感器基于电容值与物体间隙大小成反比关系。
在电容式称重传感器中，传感器内部有两块电容板，当物体施加力后，两块电容板之间的间隙发生变化，从而导致电容值的变化。
通过测量电容值的变化，可以计算出物体的重量。
除了以上的原理，还有其他一些新型的称重传感器技术，如声波称重、振动称重等。
称重传感器在工业中的应用非常广泛，例如在电子秤、汽车称重系统、电子配料秤、自动化生产线中的物体检测、控制等方面。
此外，医疗领域也使用称重传感器来测量患者的体重、服用药物的剂量等。
在农业领域，称重传感器被应用在农作物、饲料、鱼虾等的称重中，帮助农民掌握产品的重量和质量情况，以便进行适当的加工和销售。
另外，称重传感器还被用于交通领域中的过磅站和重量限制检测。
总之，称重传感器是一种非常重要的传感器设备，它通过转换物体重力作用为电信号，实现了对物体质量或重量的测量。
它的应用领域广泛，可以帮助人们实现精确、高效的称重操作。
电阻应变式传感器的工作原理
电阻应变式传感器的工作原理电阻应变式传感器是一种常用的传感器，它可以将被测物体的应变变化转化为电阻值的变化，从而实现对被测物体应变的测量。
其工作原理主要包括应变测量原理和电阻变化原理两个方面。
首先，我们来看看电阻应变式传感器的应变测量原理。
当外力作用于被测物体时，物体会产生应变，即单位长度或单位面积上的形变。
而电阻应变式传感器的测量原理就是利用被测物体在受力作用下产生的微小应变，使其表面上的电阻值发生相应的变化。
这种应变导致了电阻值的变化，进而实现了对应变的测量。
其次，电阻应变式传感器的电阻变化原理也是其工作原理的重要部分。
在电阻应变式传感器中，通常会使用一种特殊的材料制成弹性应变片，当被测物体产生应变时，这些应变片也会受到影响而发生微小的形变。
这种形变会导致应变片上的电阻值产生相应的变化，从而实现了对应变的测量。
总的来说，电阻应变式传感器的工作原理是利用被测物体在受力作用下产生的微小应变，使其表面上的电阻值发生相应的变化，从而实现了对应变的测量。
通过测量电阻值的变化，我们可以准确地了解被测物体所受到的应变情况，为工程实践和科学研究提供了重要的数据支持。
除此之外，电阻应变式传感器还具有灵敏度高、响应速度快、可靠性高等优点，因此在工业自动化控制、航空航天、汽车工业、建筑工程等领域得到了广泛的应用。
它不仅可以用于测量金属、非金属材料的应变，还可以用于测量温度、压力等物理量，因此在工程领域具有重要的地位和作用。
综上所述，电阻应变式传感器的工作原理是基于应变测量原理和电阻变化原理，通过对被测物体产生的微小应变和电阻值的变化进行测量，从而实现了对应变的准确测量。
它在工业领域有着广泛的应用前景，对于提高生产效率、保障产品质量具有重要的意义。
电阻应变片称重传感器工作原理
电阻应变片称重传感器工作原理电阻应变片称重传感器工作原理解析1. 什么是电阻应变片称重传感器？电阻应变片称重传感器是一种常用于测量物体重量或受力情况的传感器。
它利用电阻应变片的特性来实现力的测量，并将其转换为电信号输出。
2. 电阻应变片的基本原理电阻应变片，简称应变片，是一种金属片或薄膜，其阻值随着受力情况发生变化。
当物体受到外力作用时，应变片会发生弯曲或扭转，从而导致其电阻值发生变化。
3. 应变片与电桥电路的结合为了精确测量应变片的电阻值变化，常将其与电桥电路结合使用。
电桥电路由四个电阻元件组成，一般为电阻应变片和三个精确的固定电阻。
无激励电桥电路在无激励电桥电路中，电桥两端施加相同的电压，应变片作为一个变阻器插入电桥电路，根据其受力情况引起的电阻值变化，电桥会产生一个微小的输出电压。
通过测量这个输出电压的大小，可以推算出物体所受的力或重量。
有激励电桥电路有激励电桥电路则在无激励电桥电路的基础上添加了一个激励电源。
激励电源为电桥施加一个恒定的电压，使得电桥处于工作状态，提高了灵敏度和测量精度。
4. 使用电阻应变片称重传感器的注意事项•选用合适的电阻应变片，根据具体应用需求选择金属片或薄膜。
•搭配适宜的电桥电路，根据实际测量要求选用无激励或有激励电桥电路。
•注意电阻应变片的安装方式和位置，确保准确测量力或重量。
•防止电阻应变片的过载和机械损坏，避免影响传感器的工作性能。
结论通过电阻应变片与电桥电路的结合，电阻应变片称重传感器能够准确地测量物体的重量或受力情况。
这种传感器具有简单、可靠的特点，被广泛应用于工业生产、航空航天、交通运输等领域。
了解其工作原理和使用注意事项，能够更好地应用电阻应变片称重传感器进行实际生产和测量工作。
5. 电阻应变片的灵敏度和线性度在使用电阻应变片称重传感器时，我们需要关注其灵敏度和线性度。
灵敏度是指传感器输出信号对于输入信号变化的反应程度。
对于电阻应变片称重传感器来说，灵敏度可以通过应变片的量程值来表示。
电阻应变式称重传感器的工作原理
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电阻应变式称重传感器原理
电阻应变式称重传感器原理电阻应变式称重传感器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。
称重传感器 原理
称重传感器原理称重传感器是一种用于测量质量或重量的传感器。
它广泛应用于工业、商业和科学领域，如物流、汽车工业、医疗设备等。
称重传感器的原理主要基于物体质量和重力之间的关系。
称重传感器的原理可以分为压阻式、应变式和电磁式三种。
下面将详细介绍这三种原理。
1. 压阻式原理：压阻式称重传感器基于材料压阻效应。
当外力作用于传感器时，其周围的应变体发生变形，从而导致电阻变化。
该传感器通常由硅材料制成，其中包含敏感元件和电桥电路。
外力作用于敏感元件，使其发生变形，从而改变电桥电路中电阻的值，进而测量出物体的重量。
2. 应变式原理：应变式称重传感器基于应变计的原理。
应变计是一种可以测量物体表面应变的传感器。
当物体受到外力作用时，它会产生应变。
应变计将应变转化为电阻变化，通过测量电阻变化来确定重量。
这种传感器通常由弹性材料制成，表面附着应变计。
当物体施加力时，应变计变形，其电阻的值也随之改变。
3. 电磁式原理：电磁式称重传感器基于电磁力的原理。
传感器通过一个悬挂的金属弹簧和一个磁铁组成，当物体放置在传感器上时，物体的重力将弹簧产生位移。
磁铁受到弹簧的位移而移动，从而改变电感器的电感值。
通过测量电感值的变化，可以确定物体的重量。
无论使用哪种原理，称重传感器在使用过程中还需要一些辅助设备，例如放大器和模拟/数字转换器，以便将传感器获得的信号转化为读数或数据输出。
总结起来，称重传感器的原理基于物体质量和重力之间的关系，通过测量电阻、应变或电感值的变化来确定物体的重量。
不论是压阻式、应变式还是电磁式原理，它们都在称重领域起到了至关重要的作用。
电阻应变式传感器工作原理及应用_刘安
高考 ·学科教育·二○一三年四月83电阻应变式传感器工作原理及应用海南省高级技工学校 刘 安摘 要：电阻应变式传感器是将被测非电量转变成电阻值，通过测量电阻值达到测量非电量的目的。
利用电阻式传感器可以测量形变、压力、力、位移、加速度和温度等非电量参数。
电阻应变式传感器是测量这些参数应用最广泛的传感器。
本文主要阐述了电阻应变效应、应变片、电阻应变式传感器的结构及工作原理，并简述了其应用。
关键词：电阻应变效应、应变片、电阻应变式传感器、应用。
随着科学技术的飞速发展，传感器的重要性正日益为人们所认识，国内外都已将传感器技术列为优先发展的科技领域之一。
目前，传感器已应用到日常生活、工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、医学诊断等广泛的领域。
可以说，传感器无处不在。
传感器是能够感受规定的被测量（物理量、化学量、生物量等）并按照一定规律转换成便于处理和传输的另一种物理量（即电量）的装置。
而电阻应变式传感器是把位移、力、压力、加速度、扭矩等非电物理量转换为电阻值变化的传感器，具有灵敏度高、稳定性好等优点，因此在自动检测与控制技术领域里得到了广泛的应用。
一、电阻应变效应导体或半导体材料在受到外力作用下而产生机械形变时，其电阻值也发生相应变化的现象称为电阻应变效应。
电阻应变片的主要工作原理是基于电阻应变效应。
Sl R ρ=对于一根长为l、 截面积为S、 电阻率为ρ的金属电阻丝，其电阻值为：若金属丝在轴向受到应力的作用, 其长度变化Δl, 截面变化ΔS, 电阻率变化Δρ, 而引起电阻变化ΔR。
则可以得到以下结论：当金属电阻丝拉伸时，其电阻值增加；当金属电阻丝被压缩时，电阻值减小。
但电阻值变化的范围很小。
εK RR=∆大量实验证明，具有初始电阻R 的应变片发生应变，使电阻值发生相应的变化ΔR，则在一定的应变范围内，应变片满足式中:RR ∆为电阻变化率;k 为灵敏度系数; ε为应变值。
应变片的灵敏度系数k 主要受两个因素影响：材料的几何尺寸和电阻率。
第二章电阻应变式传感器
线性，灵敏度*4
9 05:14
2018/10/6
恒流源电桥补偿法： 全等臂电桥，恒流源，单臂工作：
' U 0 I
R3R1 RR1 I R1 R2 R3 R4 R1 4 R R1 U 0 I
非线性
近似线性：
R3R1 IR R1 R1 R2 R3 R4 4 R
7
相对桥臂相加 相邻桥臂相减
U R1 05:14 4 R 1
2018/10/6
单臂工作：R1-应变片，R2-补偿片，R3、R4固定电阻
U 0
(2) 交流电桥： 原理：相同 ； 输入输出：直流 平衡条件： Z1Z3 Z2 Z4
Z ze j
交流， 电阻
阻抗
z1z3 z2 z4
平衡 输出 C1R4 C2 R3
H K y / Kx
横向效应系数
2018/10/6 5 05:14
机械滞后： 粘接 --- 过热/过载 残余变形 蠕变和零漂： 粘接 内应力
不重合
预载/重复加载
滑移
固化，增大弹性膜量
应变极限：非线性误差达到10%的应变值，过载能力
(2) 动态特性： 力传导：机械应变
基底
胶层
敏感栅
滞后
正弦响应：幅值降低
非线性误差：
' U0 U0 IRR1 /(4 R) IRR1 /(4 R R1 ) R1 / R1 eL ' U0 IRR1 /(4 R R1 ) 4 R1 / R1
(4) 电桥的温度效应及其补偿： 温度效应：标准状态（t=20C，p=760mmHg，f=10mmHg），（理想） 实际温度：偏差 --- 特性改变 --- 输出改变
关于称重传感器的温度补偿
关于称重传感器的温度补偿1、电阻应变计?奈露茸圆钩?高精度称重传感器的核心元件是电阻应变计，它的性能主要取决于两个方面，一是应变计的基底材料，另一是应变计敏感栅的应变合金材料。
无论选用哪种应变计，最重要一点其温度特性应是自补偿型，这样才能保证传感器的温度漂移尽量小。
贴在传感器弹性体上的应变计，在不受载荷影响下，除电阻值随着温度的变化而变化外，弹性体材料以及应变合金的其它物理性能也都有些变化，这些变化就是应变计纯属由于温度而产生的虚假应变，这对传感器而言，就产生了温度漂移，即传感器的温度效应。
对电阻应变计的温度效应来说，主要因两个因素引起，一个是应变合金丝（或箔）材料的电阻随温度变化而变化，另一是传感器弹性体和应变合金丝（或箔）材料线膨胀系数不同随着改变而引起的附加变形，使应变计电阻也产生了相应的变化。
如果不考虑粘合剂的影响，当温度变化△t 时，设应变计电阻丝栅电阻的改变量为△R1，则△R1=Rα△t (1)式中：R—应变计电阻α—应变计合金丝栅的电阻温度系数由于应变合金与弹性体材料线膨胀系数不同所引起应变计电阻的改变量为△R2，则△R2=KR(β材-β丝) (2)式中：K—应变合金丝（或箔）灵敏系数β材—弹性体材料的线膨胀系数β丝—应变合金的线膨胀系数当温度变化△t时，贴在弹性体上的应变计电阻总的改变量为△R1，则△Rt=△R1+△R2=R[α+K(β材-β丝)] △t (3)设αt=α+K(β材-β丝) (4)则αt=定义αt为电阻应变计的电阻温度系数。
如果使△Rt=0 或接近于0，若△Rt=0,即达到温度自补偿。
若△Rt=0，则αt=α+K(β材-β丝)=0α=K(β丝-β材)对于一般应变电阻合金材料，β丝、K是不变的，β材也是一个常数。
冷加工状态的电阻丝（箔）的电阻温度系数α，可以用热处理的办法在相当大的范围内改变，因此可以使α=K(β材-β丝)。
对于一定的电阻丝（箔）和一定的弹性体材料而言，式是消除由于温度改变而引起误差的一个必要条件，但由于温度对材料的影响是非常复杂的，所以α、β材、β丝和温度的关系并非完全呈线性关系，K值也不完全是恒定的，所以（6）式仅是个近似条件。
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。
电阻应变式称重传感器汇报
电子秤测量系统
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电子秤测量系统的结构框图
Part 02
传感器选型
传感器选型 采用电阻应变式称重传感器。
电阻应变式称重传感器是把电阻应变计粘贴在弹性敏感元件上，然后以适当 的方式组成电桥，将重量转换成电信号的转换元件。
V=e/4(∆R1/R-∆R2/R+∆R3/R-∆R4/R)
A/D转换器（ADC）
本系统采用电压/频率转换器LM331作为A/D转换器。其特点是： 体积小，精度高，价格低，串行输出，占用CPU的I/O线少。其 最突出的不足之处是转换速度慢。
以下是LM331一些主要技术指标： （1）最大线性度0.01%； （2）满量程频率范围1HZ~100HZ.
电阻应变式称重 传感器汇报
目录 Contents
一
电子秤的基本结构
二
传感器选型
三
检测电路设计
Part 01
电子秤的基本结构
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秤均忧亮你图由所文忧：秤，囚思心体你钻所研，思，诚—传心—不亮感器，测量显示装置三部分组成。
电阻应变式称重传感器包括两个主要部分，一个是弹性敏感元件，利用它 可以将测得的重量转换为弹性体的应变值；另一个是电阻应变计，它作为 传感元件将弹性体的应变，同步地转换为电阻值的变化。
ห้องสมุดไป่ตู้感器选型
在电阻应变式称重传感器中，通过桥式电路将电阻的变化转换为电压变 化。电阻应变式称重传感器的工作原理如下
电阻应变式称重传感器原理
电阻应变式称重传感器原理电阻应变式称重传感器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。
称重传感器的基本原理及非线性误差补偿方法
称重传感器的基本原理及非线性误差补偿方法现代化的称重系统是工业上不可缺少的重要检测技术，称重系统最核心的部分就是称重传感器，我国称重传感器每年的生产量和使用量都在飞速的增长。
做为电子称重的关键技术，随着科学技术的不断进步，称重传感器在众多领域起到了非常重要的作用，它能够实现对物料的精准和快速测量，特别是与单片机等先进的处理技术相结合后，显著提升了工业生产过程的自动化程度。
称重传感器作为现代化自动生产线中必不可少的装置之一，还能够应用于汽车、料斗等重量较大的设备或物料的称重使用。
随着技术的研究与进步，称重传感器在科技含量和精确度上都进行了多处升级，称重传感器所能适应的工作场合也越来越全面。
1称重传感器基本原理随着传感器技术与其它高新技术的有效结合，传感器的相关研究与品质得到了迅猛发展，其种类和功能也越来越丰富，现阶段工业上应用的传感器包括了电阻式称重传感器、电容式称重传感器、振动式称重传感器、液压式称重传感器等多种类型，其具体结构及特点如下：（1）电阻式称重传感器主要包括了弹性敏感元件和电阻应变计两大部分。
弹性敏感元件主要用于将物体的重量转变为弹性形变的应变值，再通过电阻应变计将弹性形变产生的应变值转化为电阻值的变化，然后将转化后的电阻值通过模数转换装置转变为标准电信号，传递给称重仪表进行显示或由相关存储处理单元进行存储和处理使用。
（2）电容式称重传感器的结构和特点与电阻式称重传感器的结构和原理比较相似，它是通过一个弹性敏感元件和电容式传感器共同组成的称重结构。
当弹性敏感元件产生形变并测量后会因弹性形变而引起电容值的变化，再经模数转换将称重值传递给称重仪表或其它装置。
相对于电阻式传感器电容传感器对物料的称重更加迅速，但是其使用寿命不如电阻式传感器持久。
（3）振动式称重传感器是当称重传感器受到压力的作用时，其内部的弹性元件会产生固有的振动频率，这种固有频率与物体重力的平方根成正比关系，通过测出弹性元件固有频率产生的变化就能够计算出被测物料施加在弹性元件上的重力值，从而计算出被测物料的重量。
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怎样从力~电信号呢？
F∝ε ∝dR∝uo
载荷Ｐ
弹性体
应变ｅ
应变片形变
形变~电阻变化
电阻变化~电压输出
常见分类(types)
按结构型式分：弯曲梁式，剪切梁式， S 形拉式，柱式等
不同称重传感器应变片的粘贴方式
LOAD
电阻应变片（resistance strain gauge）
T2 T1
温度对传感器的特性曲线 的综合影响
1.零点温度补偿
零点输出：称重传感器在无外载荷作用时的输出.
零点温度漂移：零点输出受环境温度的影响, 随环境温度的变化而变化, 称 之为~.
A tip：都可以看成是电桥电路四个桥臂电阻温度系数不一致。
对策：找出４个桥臂中电阻温度系数小的桥臂，在其上串入一个电阻温度 系数较大的零点温度补偿电阻，以提高这个桥臂总的电阻温度系数。
材料：铜(a=0.0041/℃)、镍(a=0.0068/℃)、钴—镍合金
tips： １．根据高温和常温输出电压差△Ｕ０的正负判断补偿电阻Ｒｔ串
接在哪个桥臂上；
２．根据△Ｕ０的大小计算Ｒｔ的大小。
零点温度补偿电路
UB
U Rt I Rt Ui 2R
Rt Rt1 a(t2 t1)
Uo
IRZ
Ui 2R
RZ
RZ
2R Ui Uo
U0：补偿前零点输出电压值
Rz：补偿电阻的值
3.灵敏度温度补偿
称重传感器的灵敏度S用下式表示： S Uo mV V Ui
Uo：传感器的额定输出mV Ui：传感器的供桥电压V
圆柱式的灵敏度计算公式：
剪切梁式灵敏度计算公式：
◆Ｐ－传感器的额定载荷；
2.电阻率高，分散度小，随时间变化小； 3.电阻温度系数小，且在宽的温度范围内保持不变，减小温
度带来的影响； 4.分散度小，对温度循环有完全的重复性； 5.延伸率高，耐蚀性好，疲劳强度高； 6.焊接性能好等。
材料类型: 金属（铜镍合金、镍铬合金）/半导体/金属氧化物 金属：Ks=2.0~4.0 半导体：Ks=150
调整方法：在电桥电路的 输出回路上串接一个 高精度低电阻温度系数 的调整电阻R0 。
Tips： ●当输出电阻的实测值小于要调整
的标准值时，输出回路上串接调整电阻R0； ●当输出电阻的实测值大于要调整
的标准值时，输出回路上并联调整电阻R0；
补偿电阻：
R0最好使用高精度、高稳定度、低 温度系数的环氧压膜封装型金属膜电 阻。
际的供桥电压。
Rs
REC
S0 S
S
()
说明： S0未串入Rs时实测的灵敏度 S串入Rs调整后要求的灵敏度 REC桥路EC两点间的电阻值
材料要求：
电阻温度系数小，如锰铜，多用优于 50或25ppm/℃的高精度，高稳定度的 环氧膜压封型金属膜电阻
5.输出电阻标准化调整
背景：当多只传感器并联使用时，要求：每只传感器的灵敏度和输出电 阻相同。否则：传感器并联后输出的平均值有较大的称量误差。
电阻应变式传感器原理(principle )
电阻应变式传感器利用电阻应变计构成的惠斯顿电桥，通过测 量弹性体的应变而测得与之成正比的外力（重量）。
一般由四应变计组成的惠斯登电桥粘贴在弹性体上，当弹性体 由于外力发生弹性形变时，四个电桥的两个相对的臂伸长，电阻变 化+△R，另外两个相对臂压缩，电阻变化- △R；
组桥测量原理(principle of measuring grid)
对电桥电路： Uo R2R4 R1R3 Ui (R1 R2)( R3 R4)
2近似
R1 R2 R3 R4 R 微小变形：R
+ΔR
-ΔR
Uo U (R2 R2)(R4 R4) (R1 R1)(R3 R3)
称重传感器原理及补偿
load cell principle and compensation circuit
—— 赛多利斯科学仪器
高翠翠
Sartorius instrument BJ. gaocuicui
主要内容（content）
１．电阻应变式称重传感器的原理(LC-principle)
●电阻应变式称重传感器的结构；(LC structure) ●应变计原理介绍；(resistance strain gauge) ●组桥测量原理。(principle of the measuring bridge)
G 应变计的电阻温度系数。
RM (6 ~ 7)%R
灵敏度温度误差是一个系统误差，它主要取决于弹性元 件和电阻应变计的材料，很少程度与弹性元件的结构有关！
4．灵敏度标准化调整
即：灵敏度调整到标准值。
思路:在电桥的供桥回路上串联灵敏度标准化调整电阻Rs
即在电源电压不变的情况下，通过在供桥回路上串联电阻可以改变实
力—应变
应变—电阻变化
电阻—输出电压
传感器的基本测量特性
计量性能：
线性； 滞后；
我们最关心的
重复性；
技术指标
蠕变；
零点；
量程温度系数等。
其它指标：
灵敏度输出；
输入/出阻抗；
绝缘阻抗等。
称重传感器的特性曲线~需要最理想的
各项主要指标：
1 精度等级:C3 2 额定输出:2mv/V
Tips： 1.根据输出电压Ｕｏ的正负确定串接在哪个桥臂中； 2.根据Ｕｏ的大小确定补偿电阻的大小。
Uo R1R3 R2R4 Ui (R1 R2)(R3 R4)
平衡条件：R1 R4 时U 0 0 R2 R3
零点输出补偿电路
零点输出补偿电阻的计算
I Ui Ui 2R RZ 2R
S
2(1
2)KP ED2
103
mV
V
S
3(1 )KP 4Eb
B(H 2 B(H 3
b2) b3)
bh2 bh3
10 3
◆Ｋ－电阻应变计的灵敏系数；
◆ μ－弹性元件材料的泊松比；
◆Ｅ－弹性元件材料的弹性模量；
◆Ｄ－圆柱式弹性元件的外径；
◆Ｂ、b、H、h-剪切式弹性元件工字型或矩形截面尺寸参数。
电阻应变式称重传感器（LC-principle）
基本结构(Structure)
称重传感器：将物体的质量转化为电信号。力~电转换
电阻应变传感器由1)弹性体，2)电阻应变片，3)补偿元件，4)密 封材料等组成。
3) 4)
2)
1)
称重传感器
电阻应变片
铜电阻 应变计
镍电阻 铜电阻 应变计
应变计
应变计
-ΔR
+ΔR
(R1 R1 R2 R2)(R3 R3 R4 R4)
U 0 U ( R1 R2 R3 R4 ) 4R R R R
对应变计： dR Ks
R
U 0 UK (1 2 3 4)
4
有了弹性机体，应变计和组成的电桥电路
Rt1 2R U a(t 2 t1) Ui
UD
+
—
零点温度补偿电路
2.零点输出补偿
——使称重传感器的零点输出接近为0所做的调整。
补偿方法：在无外载荷作用时，测出传感器的零点输出 值，然后在某一桥臂中串接一个低电阻温度系数的零点 输出补偿电阻ＲＺ。
材料：电阻率ρ 要高；电阻温度系数小；应变片灵敏系 数低。－锰铜、康铜。
6.输入电阻标准化调整
方法：在电桥的供桥回路上并联一个输入电阻标准化 调整电阻Ri。
Ri
RFG RB RFG RB
RFG—未并入Ri时桥路F、G两 点间的电阻值；
RB—输入电阻要求的标准值。
实际的补偿电路
为电桥电路各项参数对称， 提高抗干扰能力，应温度灵敏度 补偿，灵敏度标准化调整和输出 电阻标准化调整的补偿电阻分成 相等的两部分，对称的串接在供 桥回路和输出回路上。
２ ．称重传感器的电路补偿(compensation circuit)
●零点温度补偿(Temperature zero-point adjustment ) ●零点输出补偿(zero-point adjustment) ●灵敏度温度补偿（Temperature sensitivity adjustment） ●灵敏度标准化调整(sensitivity adjustment) ●输出电阻标准化调整(output resistance adjustment) ●输入电阻标准化调整(input resistance adjustment)
基底
基底材料要求： 1.柔软，有一定的机械强度； 2.粘结性能和绝缘性能好； 3.蠕变和滞后现象小； 4.不吸潮，能在不同温度下工作。
常用基底材料： 纸，胶膜，玻璃纤维布，金属薄片等。
引线和盖层
引线要求： 1.引线应具有低且稳定的电阻率； 2.具有小的电阻温度系数。
引线常用材料：多用紫铜，铍青铜等。
Rc = Span adj ustment
TKc
Tko = Temp. adjustm. zero
Tkc = Temp. adj ustm. span
正做着补偿呢！
Uout
温度对传感器的影响
Uout
T2 T1
T2 T1
load
温度对灵敏度的影响 （使特性曲线倾斜）
温度对零点输出的影响 load
（使整个特性曲线平移）
温度对灵敏度的影响
温度变化时，材料的弹性模量E变化最大（E温度系数为负），直 接影响材料的灵敏度，造成很大的测量误差。 -4