稱重傳感器的構成與優(yōu)缺點

稱重傳感器按轉換方法分為光電式、液壓式、電磁力式、電容式、磁極變形式、振動式、陀螺儀式、電阻應變式等8類，以電阻應變式使用最傳統(tǒng)概念上，負荷傳感器是稱重傳感器、漢力傳感器的統(tǒng)稱，用單項參數(shù)評價計量特性。舊國標將應用對象和施甲環(huán)境條住完全不同的“啾重"和“視力”兩種傳感器合二為一來考慮，對試驗和評價方法未給予區(qū)分。

舊國標共有21項指標，均在常溫下進行試驗;并用非線性、滿后誤差、重復性誤差、輯變、零點溫度附加誤差以及額定翰出溫度)加誤差5項頁指標中的最大誤差，來確定稱重傳感曜準確度等級，分別用0.02、0.03、0.05表示。

　　一、電阻應變式稱重傳感器

　　利用電阻應變片變形時其電阻也隨之改變的原理工作。主要由彈性元件、電阻應變片、漢量電路和傳輸電纜4部分組成。電阻應變片貼在彈性元件上，彈性元件中受力變形時，其上的應變片隨之變形，并導致電阻改變。測量電路測出應變片電阻的變化并變換為與外力大小成比例的電信號輸出。電信號經處理后以數(shù)字形式顯示出被測物的質量。

　　電阻應變式傳感器的稱量范圍為幾十克至數(shù)百噸。

　　二、電阻應變式稱重傳感器原理

電阻應變式稱重傳感器是基于這樣一個原理:彈性體(彈性元件，敏感梁)在外力作用下產生彈性變形，使粘貼在他表面的電阻應變片(轉換元件)也隨同產生變形，電阻應變片變形后，阻值將發(fā)生變化(增大或減小)，再經相應地測量電路把這一電阻變化轉換為電信號(電壓或電流)，從而完成了將外力變換為電信號的過程。

　　構成

　　1、敏感元件

　　直接感受被測量(質量)并輸出與被測星有確定關系的其他量的元件，如電阻應變式稱重傳感器的彈性體，是將被測物體的質星轉變?yōu)樾巫?電容式稱重傳感器的彈性體將被漢的質星轉變?yōu)槲灰啤?/p>

　　2、變換元件

　　又稱傳感元件，是將敏感元件的翰出轉變?yōu)楸阌跐h星的信號，如電阻應變式稱重傳感器的電阻應變計(或稱電阻應變片)，將彈性體的形變轉換為電阻性的變化，電容式稱重傳感器的電容器，將彈性體的位移轉變?yōu)殡娙萘康淖兓?，有時某些元件兼有敏感元件和變換元件兩者的職能，如電壓式稱重傳感器的壓電材料，在外載荷的作用下，在發(fā)生變形的同時輸出電信。

　　3、測量元件

　　將變換元件的輸出變換為電信號，為進一步傳輸、處理、顯示、記錄或控制提供方便，如電阻應變式稱重傳感器中的電橋電路，壓電式稱重傳感器的電荷前置放大器。

　　4、輔助電源

為傳感眼的電信號輸出提供能星，一般稱重傳感器均需外鏈電源才能工作，因此，作為一個產品必須標明供電的要求，但不作為稱重傳感騾的組成部分，有些傳感器，如磁電式速度傳感器，由于他輸出的能量較大，故不需要輔助電源也能正常工作，所以并非所有傳感器都要有輔助電源。

　　缺點

　　一、輸出阻抗高，負載能力差

　　電容式稱重傳感器的容性受其電極的幾何尺寸等狠制不易做得很大，一般為幾十到幾百微法，甚至只有幾個做法，因此，電容式稱重傳感器的輸出阻抗高，因而負載能力差，易受外界干擾影響產生不穩(wěn)定現(xiàn)象，嚴重時甚至無法工作，必須采取妥善的屏蔽措施，從而給設計和使用帶來不便，容抗大還要求傳感器絕緣部分的電阻值極高，否則絕線部分將作為旁路電阻而影響儀器的性能，為此還要特制法注意走過的環(huán)境如溫度、清潔度等。若采用高頻供電，可降低電容式稱重傳感器的輸出抗阻，但高頻放大、傳感器遠比低頻的復雜，且寄生電容影響大，不易保證工作的穩(wěn)定性。

　　二、輸出特性非線性

　　電容式稱重傳感器的翰出特性是非線性的，雖采用差分型來改善，但不可能完全消除，其他類型的電容傳感器只有忽略了電場的邊緣效應時，輸出特性才里線性，否則邊緣效應所產生的附加電容量將與傳感器電容器直接疊加，使輸出特性非線性。

　　三、寄生電容影響大

　　電容式稱重傳感器的初始電容量小，而連接傳感器和電子線路的引線電容、電子線路的雜散電容以及傳感騷內板極與周圍導體構成的電容等所譖寄生電容卻較大，不僅降低了傳感器的靈敏度，而丑這些電容常常是隨機變化的，將使儀器工作很不穩(wěn)定，影響測量精度，因此對電纜的選擇、安裝、接法都有嚴格的要求。例如，采用屏蔽性好、自身分布電容小的高頻電線作為引線。引線粗而短，要保證儀器的縶散電容小而穩(wěn)定等等，否則不能保證高的測量精度。