大型电子地磅秤工业电子磅秤地秤常规传感器的技术特性-pg电子试玩

大型工业电子磅秤地秤常规传感器的技术特性
以金属材料为转换组件的电阻应变计，其转换原理是基于金属电阻丝的电阻——应变效应。所谓
应变效应是指金属导体（电阻丝）的电阻值随变形（伸长或缩短）而发生改变的一种物理现象（图 1）。
金属导体的电阻值可用下式表示：r=ρ△l/△s
式中：ρ——金属导体的电阻率（ω·cm2
/m）
s——导体的截面积（cm2）
l——导体的长度（m）
电阻应变片式称重传感器是基于这样一个原理：
图 1
杨青锋
弹性体（弹性组件）在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在其表面的电阻应变片（图 2）也随同产
生变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变化（增大或减小），再经过惠斯通电桥（图 3）把这
一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成了将外力变换为电信号的过程。
图 2 图 3
电阻应变式称重传感器的称量范围为几十克至数千吨，计量准确度达 1/1000～1/10000，以其
结构简单，安装方便，工作可靠，为大部分电子衡器所使用。电阻应变式传感器的优点是准确度高，
测量范围广，寿命长，结构简单，频响特性好，能在恶劣条件下工作，易于实现小型化、整体化和
品种多样化等。它的缺点是存在机械滞后、蠕变和零漂、应变极限，对于大应变有较大的非线性、
输出信号较弱，但是可通过一定措施改进。电阻应变式称重传感器是称重传感器中应用的zui广泛的
一种，对其特性研究也是zui多的。
二、电磁力平衡称重传感器
电磁力平衡传感器的称重过程基于安培力实现。通电导线在磁场中受到的作用力如图 4 所示。
在导线上加上秤盘，秤盘及导线本身具备的重力方向朝下，而通电导线受到向上的电磁力，当通过
导线的电流值达到某一值时，这两个力互相平衡，此时传感器就处于平衡状态即可确定被测物重量。
电磁力平衡传感器依靠载流线圈在恒定直流磁场中产生的电磁力与被测质量的重力平衡，实现被测
质量的电信号转换。
图 4
电磁力平衡称重传感器是一种高精度传感器，精度可达 1/2000～1/60000，但称量范围仅在几
十毫克至十千克之间，广泛用于电子分析天平，是精密质量称量的常用传感器。由于测量分辨率高、
灵敏可靠、价格适宜,在精密质量称量、化学反应监测、加速度测量、水分检测等领域获得了越来越
多的应用。为减小传感器的体积，简化传感器的制造工艺，降低制造成本，电磁力平衡传感器的恒
定直流磁场采用*磁铁。*磁铁作为电磁力平衡传感器的永磁体，其磁性能的稳定性直接影响
电磁力平衡传感器的精度。
电磁力平衡式传感器是一项相对成熟的技术，对传感器的生产条件要求较高。目前，世界
上只有为数不多的几家大厂掌握这种技术。这种高精度的电子称重装置由于其*的工作原理和工
艺水平，精度非常高，主要用于市场。例如用高强度航空铝合金材料通过高精度电火花切割加
工而成的单模块传感器，瑞士梅特勒-托利多集团和德国赛托利斯都有该项技术，它将传统的
电磁力平衡式传感器中的杠杆、上下导杆、底座以及簧片等多个零部件融为一体。由于内部无连接