稱重傳感器有時也稱為“力傳感器”、“測力傳感器”或“載荷傳感器”等，它是一種在線測量力與重量的集成器件，可將作用在其上的負(fù)載轉(zhuǎn)換為可測量（模擬或數(shù)字）輸出。其輸出與施加的力或負(fù)載成正比。

稱重傳感器工作原理

力值與信號的轉(zhuǎn)換是通過應(yīng)變片的物理變形實現(xiàn)的。應(yīng)變片粘合在稱重傳感器（力傳感器）結(jié)構(gòu)上。應(yīng)變儀連接到具有四個應(yīng)變片（全橋）、兩個應(yīng)變片（半橋）或一個應(yīng)變片（四分之一橋）的惠斯通電橋電路中。對于半橋和四分之一橋，橋路需使用精密監(jiān)視器完成的。在電橋電路中配置了額外的可連接電阻器，以補(bǔ)償溫度對零或空載信號和靈敏度的影響（由于施加的負(fù)載而產(chǎn)生的輸出，加上另一個電阻器以使電橋在空載時為零）。

完成的惠斯通電橋需要穩(wěn)定的直流電源來激勵電路。這通常是 5Vdc 或 10Vdc，但可以是 1Vdc 到 18Vdc 之間的任何值。

當(dāng)應(yīng)力施加到粘合應(yīng)變片時，會發(fā)生電阻變化，使惠斯通電橋失去平衡。這提供了與應(yīng)力值成線型比例的輸出型號，力傳感器輸出信號的值也與激勵電壓成正比，通常為幾毫伏。

信號輸出選項

這些低電平毫伏信號與范圍廣泛的定制應(yīng)變儀儀器兼容。這些儀器包括數(shù)字顯示器、模擬和數(shù)字放大器。典型的應(yīng)變式傳感器的模擬放大器會產(chǎn)生更高電平的電壓（0-5Vdc、0-10Vdc）或電流（0-20mA、4-20mA）用于后續(xù)處理。數(shù)字放大器通常提供 RS232、RS422 或 RS485 輸出，使用通用 ASCII 協(xié)議或已開發(fā)的許多更專業(yè)的行業(yè)特定協(xié)議，例如 Modbus。模擬和數(shù)字儀器的尺寸都已減小（小型化），足以使該器件能夠安裝在稱重傳感器或力傳感器的主體內(nèi)。

稱重傳感器（測力傳感器）設(shè)計的區(qū)別在于它們產(chǎn)生的輸出信號類型（氣動、液壓或電氣），或者它們檢測負(fù)載或重量的方法（彎曲、剪切、壓縮、拉伸等）。為了滿足研發(fā)和工業(yè)應(yīng)用中的各種用途，力傳感器可以采用多種形式。然而，當(dāng)今的大多數(shù)設(shè)計都使用應(yīng)變計作為傳感元件，其中使用了箔片或半導(dǎo)體硅。

箔式應(yīng)力計提供了最廣泛的稱重傳感器設(shè)計選擇，因此往往是最常用的。應(yīng)變計模式提供張力、壓縮力和剪切力的測量。半導(dǎo)體應(yīng)變片的模式范圍較小，但具有體積更小和應(yīng)變系數(shù)大的優(yōu)點(diǎn)，因此對于相同的給定應(yīng)力可產(chǎn)生更大的輸出。由于這些特性，它們往往用于微型稱重傳感器（微小力）設(shè)計。

稱重傳感器工作原理

應(yīng)變式測力傳感器將作用在其上的負(fù)載轉(zhuǎn)換為電信號。應(yīng)變片本身粘合在梁或結(jié)構(gòu)構(gòu)件上，當(dāng)施加力時會變形。在大多數(shù)情況下，使用四個應(yīng)變片以獲得最大的靈敏度和溫度補(bǔ)償。其中兩個應(yīng)變片通常用于拉伸測量，另兩個應(yīng)變片壓縮測量且?guī)в醒a(bǔ)償調(diào)整。當(dāng)施加負(fù)載時，彈性體形變會成比例地改變應(yīng)變計的電阻，從而使惠斯通電橋輸出毫伏信號。

       隨著應(yīng)變式稱重傳感器不斷提高的精度和單位成本的降低，其他原理的力傳感器越來越不受歡迎。早期的稱重傳感器設(shè)計簡單地使用應(yīng)變計來測量直接應(yīng)力，當(dāng)金屬元件受到拉力或壓縮力時，該應(yīng)力被引入金屬元件中。彎曲梁型設(shè)計使用應(yīng)變計來監(jiān)測傳感元件在受到彎曲力時的應(yīng)力。最近，剪切應(yīng)力的測量已被用作一種更有效的載荷確定方法，因為這種方法不太依賴于力施加到測力傳感器的方向。

什么是最好的力傳感器

選擇最好的稱重測力傳感器確實取決于應(yīng)用類型和需要測量的范圍。可以幫助您確定最適合傳感器的其他因素也包括需要的精度、環(huán)境和適合它安裝空間、工作環(huán)境等。 

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