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稱重傳感器的基礎(chǔ)知識(shí)
1、什么是稱重傳感器？
稱重傳感器是用來將重量信號(hào)或壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電量信號(hào)的轉(zhuǎn)換裝置。
2、稱重傳感器的測(cè)量原理是什么？
稱重傳感器采用金屬電阻應(yīng)變片組成測(cè)量橋路，利用金屬電阻絲在張力作用下伸長(zhǎng)變細(xì)，電阻增加的原理，即金屬電阻隨所受應(yīng)變而變化的效應(yīng)而制成的（應(yīng)變，就是尺寸的變化）。
3、稱重傳感器的構(gòu)造原理？
金屬電阻具有阻礙電流流動(dòng)的性質(zhì)，即具有電阻（Ω），其阻值依金屬的種類而異。同一種金屬絲，一般來講，越是細(xì)長(zhǎng)，其電阻值就越大。當(dāng)金屬電阻絲受外力作用而伸縮時(shí)，其電阻值就會(huì)在某一范圍內(nèi)增減。因此，將金屬絲（或膜）緊貼在被測(cè)物體上，而且這種絲或膜又很細(xì)或很薄，粘貼又十分完善，那麼，當(dāng)被測(cè)物體受外力而伸縮時(shí)，金屬電阻絲（膜）也會(huì)按比例伸縮，其阻值也會(huì)相應(yīng)變化。稱重傳感器就是將金屬電阻應(yīng)變片粘貼在金屬稱重梁上進(jìn)行測(cè)量重量信號(hào)的。
4、稱重傳感器的外形構(gòu)造與測(cè)重形式？
稱重傳感器的外形構(gòu)造隨被測(cè)對(duì)象的不同，其外形構(gòu)造也會(huì)不同。
A、比較常見的稱重傳感器的外形構(gòu)造：
圓柱形（杯柱形）；S形；長(zhǎng)方形等。
B、測(cè)重形式：
壓縮式；伸張式。
圓柱形（杯柱形）一般均為壓縮式測(cè)重形式。
S形，長(zhǎng)方形均為壓縮式，伸張式兩用測(cè)重形式。
C、內(nèi)部金屬稱重梁形式：
一般分為單孔或雙孔形式。
D、鶴林公司使用的稱重傳感器的外形構(gòu)造與測(cè)重形式：
圓柱形——稱重倉(cāng)（壓縮式），原料粉煤灰秤（壓縮式）。
S形——皮帶秤（壓縮式），包裝機(jī)袋重秤（伸張式）。
長(zhǎng)方形——汽車衡（壓縮式），軌道衡（壓縮式），煤粉天平秤（伸張式），固體流量計(jì)（壓縮式）。
5、稱重傳感器的電路組成？
稱重傳感器進(jìn)行測(cè)量時(shí)，我們需要知道的是應(yīng)變片受應(yīng)變時(shí)的電阻變化。通?？偸遣捎脩?yīng)變片組成橋式電路（惠斯登電橋），將應(yīng)變片引起的電阻變化轉(zhuǎn)換成電壓變化來進(jìn)行測(cè)量的。
設(shè)：電橋的輸入激勵(lì)電壓為Ei, ①
則電橋的輸出電壓△E0為：
R1 R2
△E0=Ei×[(R1R3-R2R4)/(R1+R2)(R3+R4)]
輸入激勵(lì)電壓 ③ 輸出電壓
令電橋的初始條件為
R1=R2=R3=R4， ④
則△E0=0。
設(shè)電阻值R1的應(yīng)變片受應(yīng)變作用 R3 R4
后的電阻變化為R+△R，則電橋的輸 ②
出電壓△E0為：
△E0=Ei[△R/（4R+2△R）]≌（△R/4R）Ei (R＞＞△R)
由于△R=R×K0×ε，所以
△E0=（Ei×K0×ε）/4
例如，設(shè)K0=2，ε=1000×0.000001, Ei=1V
則: △E0=(1×2×1000×0.000001)/4=0.5mV
式中 K0=系數(shù)（一般為2）
ε=應(yīng)變系數(shù)(一般為500×0.000001~2000×0.000001;相當(dāng)于10~40Kgf/mm2。)
Ei=輸入的激勵(lì)電壓
為了增加電橋的視在輸出,大多都將電橋設(shè)計(jì)成4枚應(yīng)變片都受力作用的形式(4個(gè)工作片)。
此時(shí) △E0=0.5mV×4=2 mV
6、傳感器的輸出靈敏度的表示方法？
電橋的輸出電壓通常用輸入激勵(lì)電壓為1V時(shí)的輸出電壓（mV/V）來表示。通常稱傳感器的輸出靈敏度。
7、為什么傳感器內(nèi)部要加補(bǔ)償電路？
稱重傳感器在制造過程中，為了改善它的性能，特別是改善溫度特性，一般要在應(yīng)變片電路中附加對(duì)零點(diǎn)和靈敏度的溫度補(bǔ)償。即除了應(yīng)變片外，其中還增加了各種補(bǔ)償電阻。
零點(diǎn)補(bǔ)償?shù)哪康氖潜M量減小電橋零點(diǎn)隨溫度的變化，因此，出應(yīng)變片本身的溫度自補(bǔ)償外，又加入了電阻溫度系數(shù)和電橋中應(yīng)變片的溫度系數(shù)不同的電阻元件（如銅電阻或鎳電阻等），以加強(qiáng)補(bǔ)償作用。
靈敏度補(bǔ)償?shù)哪康氖菧p小輸出電壓隨溫度的變化，即補(bǔ)償彈性體的彈性系數(shù)和應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)隨溫度的變化。因此，對(duì)電橋中串接了兩個(gè)與電橋溫度補(bǔ)償作用相同的電阻。同時(shí)電路中的其它電阻用于將電橋的初始平衡，額定輸出和輸入電阻等參數(shù)調(diào)整到規(guī)定的數(shù)值。
8、稱重傳感器的參數(shù)指標(biāo)（中英文對(duì)照）
Model: STC-100Kg (型號(hào)規(guī)格)
Cap: 100Kg （量程范圍）
Date: 2005/01/14 （生產(chǎn)日期）
S/N: X02274 （出廠編號(hào)）
FSO: 2.9981 mV/V （靈敏度）
Recommended Excitation: 10V AC/DC （推薦激勵(lì)電壓）
Maximum Excitation: 15V AC/DC （最大激勵(lì)電壓）
Output at Rated Load: 2.9981 mV/V （額定負(fù)荷輸出）
Non Linearity: 0.020% （非線性）
Hysteresis: 0.020% （滯后）
Creep(30 minutes): 0.029% （30分鐘蠕動(dòng)）
Non Repeatability: 0.01% （非重復(fù)性）
Zero Retum(30 minutes): 0.030% （30分鐘零點(diǎn)漂移）
Temp. Effect/℃ on Span: 0.0015% （溫度變化1℃對(duì)量程的影響）
Temp. Effect/℃ on Zero: 0.0026% （溫度變化1℃對(duì)零點(diǎn)的影響）
Compensated Temp.Range: -10 to 40℃ （溫度補(bǔ)償范圍）
Operating Temp.Range: -20 to 60℃ （工作溫度范圍）
Zero Balance: ±1% （零點(diǎn)平衡）
Input Resistance: 380±5Ω （輸入阻抗）
Output Resistance: 350±3Ω （輸出阻抗）
Insulation Resistance(50VDC): >5000MΩ （絕緣電阻）
Deflecion at Rated Load: Nil （零） （額定負(fù)荷下的傾斜度）
Safe Overload: 150% （允許超載）
Ultimate Overload: 300% （最終超載）
9、稱重傳感器引線功能的具體判斷方法
由于不同生產(chǎn)廠家的傳感器引線的顏色不同，所以不能以具體顏色來判斷引線功能。
使用萬用表的電阻檔可以具體判斷引線功能：
①——② 激勵(lì)電壓輸入端（簡(jiǎn)稱輸入端）
③——④ 重量毫伏信號(hào)輸出端（簡(jiǎn)稱輸出端）
注：若出現(xiàn)不相等的數(shù)據(jù)時(shí)，則表明傳感器已經(jīng)損壞，應(yīng)更換。
稱重傳感器是用來將重量信號(hào)或壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電量信號(hào)的轉(zhuǎn)換裝置。
2、稱重傳感器的測(cè)量原理是什么？
稱重傳感器采用金屬電阻應(yīng)變片組成測(cè)量橋路，利用金屬電阻絲在張力作用下伸長(zhǎng)變細(xì)，電阻增加的原理，即金屬電阻隨所受應(yīng)變而變化的效應(yīng)而制成的（應(yīng)變，就是尺寸的變化）。
3、稱重傳感器的構(gòu)造原理？
金屬電阻具有阻礙電流流動(dòng)的性質(zhì)，即具有電阻（Ω），其阻值依金屬的種類而異。同一種金屬絲，一般來講，越是細(xì)長(zhǎng)，其電阻值就越大。當(dāng)金屬電阻絲受外力作用而伸縮時(shí)，其電阻值就會(huì)在某一范圍內(nèi)增減。因此，將金屬絲（或膜）緊貼在被測(cè)物體上，而且這種絲或膜又很細(xì)或很薄，粘貼又十分完善，那麼，當(dāng)被測(cè)物體受外力而伸縮時(shí)，金屬電阻絲（膜）也會(huì)按比例伸縮，其阻值也會(huì)相應(yīng)變化。稱重傳感器就是將金屬電阻應(yīng)變片粘貼在金屬稱重梁上進(jìn)行測(cè)量重量信號(hào)的。
4、稱重傳感器的外形構(gòu)造與測(cè)重形式？
稱重傳感器的外形構(gòu)造隨被測(cè)對(duì)象的不同，其外形構(gòu)造也會(huì)不同。
A、比較常見的稱重傳感器的外形構(gòu)造：
圓柱形（杯柱形）；S形；長(zhǎng)方形等。
B、測(cè)重形式：
壓縮式；伸張式。
圓柱形（杯柱形）一般均為壓縮式測(cè)重形式。
S形，長(zhǎng)方形均為壓縮式，伸張式兩用測(cè)重形式。
C、內(nèi)部金屬稱重梁形式：
一般分為單孔或雙孔形式。
D、鶴林公司使用的稱重傳感器的外形構(gòu)造與測(cè)重形式：
圓柱形——稱重倉(cāng)（壓縮式），原料粉煤灰秤（壓縮式）。
S形——皮帶秤（壓縮式），包裝機(jī)袋重秤（伸張式）。
長(zhǎng)方形——汽車衡（壓縮式），軌道衡（壓縮式），煤粉天平秤（伸張式），固體流量計(jì)（壓縮式）。
5、稱重傳感器的電路組成？
稱重傳感器進(jìn)行測(cè)量時(shí)，我們需要知道的是應(yīng)變片受應(yīng)變時(shí)的電阻變化。通?？偸遣捎脩?yīng)變片組成橋式電路（惠斯登電橋），將應(yīng)變片引起的電阻變化轉(zhuǎn)換成電壓變化來進(jìn)行測(cè)量的。
設(shè)：電橋的輸入激勵(lì)電壓為Ei, ①
則電橋的輸出電壓△E0為：
R1 R2
△E0=Ei×[(R1R3-R2R4)/(R1+R2)(R3+R4)]
輸入激勵(lì)電壓 ③ 輸出電壓
令電橋的初始條件為
R1=R2=R3=R4， ④
則△E0=0。
設(shè)電阻值R1的應(yīng)變片受應(yīng)變作用 R3 R4
后的電阻變化為R+△R，則電橋的輸 ②
出電壓△E0為：
△E0=Ei[△R/（4R+2△R）]≌（△R/4R）Ei (R＞＞△R)
由于△R=R×K0×ε，所以
△E0=（Ei×K0×ε）/4
例如，設(shè)K0=2，ε=1000×0.000001, Ei=1V
則: △E0=(1×2×1000×0.000001)/4=0.5mV
式中 K0=系數(shù)（一般為2）
ε=應(yīng)變系數(shù)(一般為500×0.000001~2000×0.000001;相當(dāng)于10~40Kgf/mm2。)
Ei=輸入的激勵(lì)電壓
為了增加電橋的視在輸出,大多都將電橋設(shè)計(jì)成4枚應(yīng)變片都受力作用的形式(4個(gè)工作片)。
此時(shí) △E0=0.5mV×4=2 mV
6、傳感器的輸出靈敏度的表示方法？
電橋的輸出電壓通常用輸入激勵(lì)電壓為1V時(shí)的輸出電壓（mV/V）來表示。通常稱傳感器的輸出靈敏度。
7、為什么傳感器內(nèi)部要加補(bǔ)償電路？
稱重傳感器在制造過程中，為了改善它的性能，特別是改善溫度特性，一般要在應(yīng)變片電路中附加對(duì)零點(diǎn)和靈敏度的溫度補(bǔ)償。即除了應(yīng)變片外，其中還增加了各種補(bǔ)償電阻。
零點(diǎn)補(bǔ)償?shù)哪康氖潜M量減小電橋零點(diǎn)隨溫度的變化，因此，出應(yīng)變片本身的溫度自補(bǔ)償外，又加入了電阻溫度系數(shù)和電橋中應(yīng)變片的溫度系數(shù)不同的電阻元件（如銅電阻或鎳電阻等），以加強(qiáng)補(bǔ)償作用。
靈敏度補(bǔ)償?shù)哪康氖菧p小輸出電壓隨溫度的變化，即補(bǔ)償彈性體的彈性系數(shù)和應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)隨溫度的變化。因此，對(duì)電橋中串接了兩個(gè)與電橋溫度補(bǔ)償作用相同的電阻。同時(shí)電路中的其它電阻用于將電橋的初始平衡，額定輸出和輸入電阻等參數(shù)調(diào)整到規(guī)定的數(shù)值。
8、稱重傳感器的參數(shù)指標(biāo)（中英文對(duì)照）
Model: STC-100Kg (型號(hào)規(guī)格)
Cap: 100Kg （量程范圍）
Date: 2005/01/14 （生產(chǎn)日期）
S/N: X02274 （出廠編號(hào)）
FSO: 2.9981 mV/V （靈敏度）
Recommended Excitation: 10V AC/DC （推薦激勵(lì)電壓）
Maximum Excitation: 15V AC/DC （最大激勵(lì)電壓）
Output at Rated Load: 2.9981 mV/V （額定負(fù)荷輸出）
Non Linearity: 0.020% （非線性）
Hysteresis: 0.020% （滯后）
Creep(30 minutes): 0.029% （30分鐘蠕動(dòng)）
Non Repeatability: 0.01% （非重復(fù)性）
Zero Retum(30 minutes): 0.030% （30分鐘零點(diǎn)漂移）
Temp. Effect/℃ on Span: 0.0015% （溫度變化1℃對(duì)量程的影響）
Temp. Effect/℃ on Zero: 0.0026% （溫度變化1℃對(duì)零點(diǎn)的影響）
Compensated Temp.Range: -10 to 40℃ （溫度補(bǔ)償范圍）
Operating Temp.Range: -20 to 60℃ （工作溫度范圍）
Zero Balance: ±1% （零點(diǎn)平衡）
Input Resistance: 380±5Ω （輸入阻抗）
Output Resistance: 350±3Ω （輸出阻抗）
Insulation Resistance(50VDC): >5000MΩ （絕緣電阻）
Deflecion at Rated Load: Nil （零） （額定負(fù)荷下的傾斜度）
Safe Overload: 150% （允許超載）
Ultimate Overload: 300% （最終超載）
9、稱重傳感器引線功能的具體判斷方法
由于不同生產(chǎn)廠家的傳感器引線的顏色不同，所以不能以具體顏色來判斷引線功能。
使用萬用表的電阻檔可以具體判斷引線功能：
①——② 激勵(lì)電壓輸入端（簡(jiǎn)稱輸入端）
③——④ 重量毫伏信號(hào)輸出端（簡(jiǎn)稱輸出端）
注：若出現(xiàn)不相等的數(shù)據(jù)時(shí)，則表明傳感器已經(jīng)損壞，應(yīng)更換。
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