知識分享 | 稱重傳感器如何工作？

HBK測試與測量

2020年6月23日 16:17

稱重傳感器結構和功能

稱重傳感器通常用于重量測量，是我們日常生活的一個組成部分。其隨處可見，例如在超市柜臺或在高速公路上。當然，您通常不能立即發現，因為它們通常隱藏在設備中。

稱重傳感器由 帶有應變片的彈性體組成。彈性體通常由鋼或鋁制成，非常結實，具有非常小的彈性變形。正如名詞“彈性體”所言，鋼或鋁在負載下產生一定量的變形，但隨后會返回到初始位置，彈性地響應每次負載。這些極小的變化可以通過應變片獲得。應變片的變形由電子儀器解釋以確定重量。

要了解最后一點，我們需要更詳細地解釋應變片：它們是電導體，以蜿蜒的方式牢固地附著在基底上。當基底被拉動時，它和電導體就會一起變長。當其收縮時，將變短。這將導致電導體中的電阻產生變化。

應變片牢固地被固定到到彈性體上，因此它經歷相同的變形。對于稱重傳感器來說，這些應變片被布置在惠斯通電橋中（見圖1）。這意味著四個應變片連接，組成一個橋路，并且被測量力的方向與測量柵絲相應對齊。

如果一個物體放置在稱重傳感器上或懸掛在其上，則可以確定物體的重量。稱重傳感器的預期負載總是沿著地心的方向，即重力方向。也就是只能獲得載荷重力方向的力分量。而力傳感器不是這樣，盡管設計類似。力傳感器可以獲取所有方向上發生的載荷。與地球引力的方向和安裝方式無關。

知識分享 | 稱重傳感器如何工作？的圖1

圖1：惠斯通電橋電路，電橋由四個應變片連接組成

稱重傳感器類型

稱重傳感器有多種類型，以適應不同的應用。常用的包括：

單點稱重傳感器: 一般用于平臺秤，其放置在重物的下方。
彎曲梁稱重傳感器: 多個稱重傳感器放置在鋼結構下方，并從上方加載重物。
壓向力傳感器: 多個大量程稱重傳感器放置在鋼結構下方，并從上方加載重物。
拉向力稱重傳感器: 重物懸吊在一個或多個傳感器下方。

稱重傳感器還有其他特性，如特殊結構或特性等，這取決于不同的應用，例如，如果系統需要每天徹底清潔。稱重傳感器需要更高的防護等級和密封性等。

稱重傳感器也可以根據信號傳輸的類型進行分類：數字稱重傳感器內置電子元件，用于處理測量結果并顯示和傳輸。對于模擬稱重傳感器，則需要附加設備

——測量放大器。

四個應變片固定在下面的稱重傳感器上，當施加力時將產生變形。箭頭方向即為力的加載方向。

圖2：壓向力傳感器

圖3：彎曲梁稱重傳感器

圖4：單點稱重傳感器

圖5：拉向稱重傳感器

環境對稱重傳感器的影響

稱重傳感器的一個特點是 環境起著決定性的作用。

環境溫度：

每種物質都隨著溫度的變化而變化，伴隨著溫度升高而擴張，溫度下降而收縮。同樣適用于稱重傳感器及其應變片，同樣影響導體的電阻。然而，無論環境溫度如何，為了獲得正確的測量結果，HBM稱重傳感器都內置了一個復雜的溫度補償機制。

稱重傳感器必須能夠承受各種影響。“對于汽車衡來說，其必須能夠承受各種室外環境影響。在世界范圍內，例如，在西伯利亞。

其他方向施加力 ("寄生力")

根據稱重傳感器的安裝環境，例如稱重容器放在傳送帶下方，可能會發生重量以外的其他負載。“寄生力”是不僅會發生所需主要方向上，而且會從側面，下方施加。稱重傳感器不是為此目的開發的，測量結果可能不正確或出現錯誤。因此，在安裝過程中必須小心，以確保沒有或盡可能少的寄生力。HBM稱重傳感器配件和稱重模塊可幫助用戶最小化這些寄生力并實現精確的測量結果。

知識分享 | 稱重傳感器如何工作？的圖6