稱重傳感器的應(yīng)用

稱重傳感器是一種能夠?qū)⒅亓D(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的力--電轉(zhuǎn)換裝置，是電子衡器的一個(gè)關(guān)鍵部件。
        能夠?qū)崿F(xiàn)力--電轉(zhuǎn)換的傳感器有多種，常見的有電阻應(yīng)變式、電磁力式和電容式等。電磁力式主要用于電子天平，電容式用于部分電子吊秤，而絕大多數(shù)衡器產(chǎn)品所用的還是電阻應(yīng)變式稱重傳感器。電阻應(yīng)變式稱重傳感器結(jié)構(gòu)較簡單，準(zhǔn)確度高，適用面廣，且能夠在相對(duì)比較差的環(huán)境下使用。因此電阻應(yīng)變式稱重傳感器在衡器中得到了廣泛地運(yùn)用。
        電阻應(yīng)變式稱重傳感器主要是由彈性體、電阻應(yīng)變片和補(bǔ)償電路組成。彈性體是稱重傳感器的受力元件，由 合金鋼或 鋁型材制成。電阻應(yīng)變片是由金屬箔材腐蝕成柵格形制成，四個(gè)電阻應(yīng)變片以電橋的結(jié)構(gòu)方式粘在彈性體上。在沒有受力的情況下，電橋的四只電阻的阻值是相等的，電橋處于平衡狀態(tài)，輸出為零。在彈性體受力發(fā)生變形時(shí)，電阻應(yīng)變片也跟著一道變形。在彈性體受力彎曲的過程中，有兩個(gè)應(yīng)變片受拉，金屬絲變長，電阻值增加；另兩片受壓，電阻值減小。這樣就導(dǎo)致原來平衡的電橋失衡，在電橋的兩端產(chǎn)生了電壓差，這個(gè)電壓差與彈性體受力的大小成正比，檢測(cè)這個(gè)電壓差，就可以得到傳感器所受重力的大小，這個(gè)電壓信號(hào)經(jīng)過儀表檢測(cè)后然計(jì)算后，就可以得到相應(yīng)的重量值。
        為了適用各種衡器結(jié)構(gòu)的安裝需要，稱重傳感器做成了各種各樣的結(jié)構(gòu)形式，傳感器的名稱往往也按照其外形稱呼。如橋式傳感器（主要用于汽車衡）、懸臂梁式（地上衡、料斗秤、汽車衡）、柱式（汽車衡、料斗秤）、箱式（臺(tái)秤）、S型（料斗秤）等。一種衡器承載體往往有多種結(jié)構(gòu)形式的傳感器可供選擇，如果傳感器選擇得當(dāng)，對(duì)于衡器性能的提高是很有幫助的。
        電阻應(yīng)變式稱重傳感器的規(guī)格很多，小到幾百克大到幾百噸。在選擇稱重傳感器量程的時(shí)候，要根據(jù)所用衡器的秤量來確定，其經(jīng)驗(yàn)公式為：
        傳感器總載荷（單個(gè)傳感器的允許載荷X傳感器個(gè)數(shù)）=1/2~2/3衡器的秤量。
        稱重傳感器準(zhǔn)確度等級(jí)分為A，B，C，D四個(gè)級(jí)別。不同級(jí)別有不同的誤差范圍。*傳感器的要求。等級(jí)后面的數(shù)字表示檢定分度值，數(shù)字越大，傳感器質(zhì)量越好。例如：C2表示C級(jí)，2000個(gè)檢定分度值；C5表示C級(jí)，5000個(gè)檢定分度值。顯然C5要高于C2。傳感器常用的級(jí)別為C3，C5級(jí)，這兩種級(jí)別的傳感器可用于制作準(zhǔn)確度等級(jí)為III級(jí)的電子衡器。
        稱重傳感器的誤差主要是由非線性誤差、滯后誤差、重復(fù)性誤差、蠕變、零點(diǎn)溫度附加誤差以及額定輸出溫度附加誤差等引起的。
        近年出現(xiàn)的數(shù)字傳感器，把A/D轉(zhuǎn)換電路和CPU電路放到了傳感器里面，傳感器輸出的就不再是模擬電壓信號(hào)，而是經(jīng)過處理的重量數(shù)字信號(hào)，這樣做帶來了以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：
        1．儀表可以分別采集每個(gè)數(shù)字傳感器的信號(hào)，并通過線性方程式運(yùn)算，對(duì)每一個(gè)傳感器進(jìn)行單獨(dú)標(biāo)定，這就使得一次性完成四角誤差修正成為可能。而使用模擬式傳感器的衡器中頭疼的問題就是四角誤差修正，往往要反復(fù)多次地調(diào)校才能達(dá)到要求，而每一次調(diào)校都是要將沉重的砝碼搬來搬去，既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力。
        2．由于儀表可以檢測(cè)到每一個(gè)傳感器的信號(hào)，所以任何一個(gè)傳感器出現(xiàn)問題都可以從儀表上觀察到，方便檢修和維護(hù)工作。
        3．?dāng)?shù)字傳感器用485接口傳送數(shù)字信號(hào)，傳輸距離遠(yuǎn)，且可以免受干擾?？朔四M信號(hào)遠(yuǎn)傳困難和易受到干擾的問題。
        4．?dāng)?shù)字傳感器內(nèi)部可以通過微處理器對(duì)傳感器的各項(xiàng)誤差進(jìn)行修正，使得輸出的傳感器數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。
稱重傳感器被喻為電子衡器的神經(jīng)系統(tǒng)，它的性能在很大程度上決定了電子衡器的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性。在設(shè)計(jì)電子衡器時(shí)，經(jīng)常要遇到如何選用傳感器的問題。