一、稱重傳感器的基本知識

1.定義：稱重傳感器實際上是一種將質量信號轉變為可測量的電信號輸出的裝置。用傳感器茵先要考慮傳感器所處的實際工作環境，這點對正確選用稱重傳感器至關重要，它關係到傳感器能否正常工作以及它的安全和使用壽命，乃至整個衡器的可靠性和安全性。在稱重傳感器主要技術指標的基本概念和評價方法上，新舊國標有質的差異。

考慮到使用地點的重力加速度（g）和空氣浮力（f）的影響後，通過把其中一種被測量（質量）轉換成另外一種被測量（輸出）來測量質量的力傳感器。

被測量（質量）稱重傳感器輸出

2.組成

敏感元件+傳感元件+測量電路

其中：敏感元件——電阻應變計；傳感元件——彈性體；測量電路——惠斯通電橋

二、電阻應變計工作原理

以金屬材料為轉換元件的電阻應變計，其轉換原理是基於金屬電阻絲的電阻——應變效應。

所謂應變效應是指金屬導體（電阻絲）的電阻值隨變形（伸長或縮短）而發生改變的一種物理現象。如下圖所示：

1.受力前（F=0）電阻值

R=ρ*L/S（1）

式中R——金屬絲的電阻（Ω）；ρ——金屬絲的電阻率（Ω*M）；

L——金屬絲的長度（m）；S——金屬絲的橫截麵積（m2）（πD2/4）

D——金屬絲的直徑（m）

2.受力後（F＞0）電阻變化值

⊿R=R*Kε（2）

式中⊿R——電阻變化量；R——原始電阻值；

K——應變計的靈敏係數；ε——軸向應變

結論：金屬絲拉伸，電阻值增加；

金屬絲壓縮，電阻值減小

3.幾種常見的電阻應變計外形

4.電阻應變計的組成部分

5.我公司常用應變計的阻值（Ω）

350；700；1000

三、稱重傳感器工作原理

1.兩個典型的力學模型

當F＞0時，R1、R3被拉伸，阻值增大；R2、R4被壓縮，阻值減小。

2.惠斯頓電橋

在應變計的電測技術中，應用最廣泛的測量電路是惠斯通電橋電路。測量電橋由於具有靈敏度高、測量範圍寬、電路結構簡單、精度高、容易實現溫度補償等優點，因此能很好地滿足應變測量的要求。

電橋根據電源的性質分直流電橋和交流電橋兩種，當Ui為直流時該電橋為直流電橋。電橋電路如上圖所示，它的四個橋臂由R1、R2、R3、R4組成。

1)直流電橋的電壓輸出

根據分壓原理，從D-A-C半橋來看，從D經A到C的電壓降為Ui，通過R1、R2的電流

I1=Ui/（R1+R2）（1）

R2上的電壓降為I1R2，代入（1）得

UAC=Ui*R2/（R1+R2）（2）

同樣，D-B-C半橋的電壓降也是Ui，R3上的電壓降為：

UBC=Ui*R3/（R3+R4）（3）

則輸出電壓UO是UBC與UAC之間的差，即

R1R3-R2R4

UO=UBC-UAC=Ui（4）

（R1+R2）（R3+R4）

由（4）可知，當橋臂電阻滿足如下條件時，即

R1R3=R2R4（5）

電橋的輸出電壓UO=0，電橋處於平衡狀態。

為了保證測量的準確性，在實測之前應使電橋平衡（置零），這樣輸出電壓隻與應變計感受應變所引起的電阻變化有關。

2)按上述力學模型解釋：

當F=0時，R1R3=R2R4；U0=0；

當F＞0時，R1、R3增加，R2、R4減小，U0＞0。

若欲得到與上述電信號相反的結果時，隻需將A與C（或B與D）之間的電源正、負極互換即可。

3)當橋臂電阻的阻值發生變化時，電橋的輸出電壓也隨著發生變化，當⊿R<

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