稱重傳感器 - 有時稱為“力”、“重量”或“重量”傳感器，可將作用在其上的負載轉換為可測量的輸出信號。輸出信號的大小與施加的力或負載成正比。有哪些類型的稱重傳感器？選擇的依據是什么？本文收集整理了一些資料，希望對讀者有比較大的參考。

　　稱重傳感器。分類

　　稱重傳感器主要有光電式、液壓式、電容式、電磁式、磁極變式和板環六種。

　　1.光電

　　光電稱重傳感器分為光柵式和編碼器式兩種。

　　(1) 光柵傳感器

　　光柵形成的莫爾條紋用于將角位移轉換為光電信號。有兩種光柵，一種是固定光柵，另一種是安裝在轉軸上的移動光柵。加在承重平臺上的被測物通過傳力杠桿系統帶動千分表軸轉動，帶動移動光柵轉動，使莫爾條紋也隨之移動。利用光電管、轉換電路和顯示儀表，可以計算出移動的莫爾條紋數量，測量光柵的旋轉角度，從而判斷和讀取被測物體的質量。

　　(2) 碼盤傳感器

　　碼盤（符號盤）是一塊安裝在表盤轉軸上的透明玻璃，按照一定的編碼方式編有黑白代碼。當加在承重臺上的被測物通過傳力桿轉動撥盤軸時，碼盤轉動一定角度。光電管通過碼盤接收光信號，并將其轉換為電信號，由電路進行數字處理，在顯示屏上顯示代表被測質量的數字。光電傳感器主要用于機電組合秤。

　　2.液壓

　　在被測物重力P的作用下，液壓油的壓力增加，增加的程度與P成正比。通過測量壓力的增加量可以確定被測物的質量。液壓傳感器結構簡單牢固，測量范圍大，但精度一般不超過1/100。

　　3. 電容式

　　電容式稱重傳感器的工作原理是電容振蕩電路的振蕩頻率 f 與極板之間的距離 d 之間的比例關系。有兩個板，一個是固定的，另一個是可移動的。當承載平臺承載被測物時，板簧發生偏轉，兩極板之間的距離發生變化，電路的振蕩頻率也發生變化。通過測量頻率的變化，可以得到被測物體在承重平臺上的質量。電容式傳感器功耗更低，成本更低，精度為 1/200 到 1/500。

　　4、電磁力

　　電磁力式稱重傳感器的工作原理是承載平臺上的負載與電磁力平衡。當被測物置于承重平臺上時，杠桿一端向上傾斜；光電裝置檢測傾斜信號，經放大后流入線圈，產生電磁力，使杠桿恢復到平衡狀態。被測物體的質量可以通過對產生電磁平衡力的電流進行數字轉換來確定。電磁力傳感器精度高，可達1/2000～1/60000，但稱重范圍只有幾十毫克到10公斤之間。

　　5.磁極變化

　　當鐵磁元件因被測物體的重力而發生機械變形時，產生內應力，導磁率發生變化，使繞在鐵磁元件兩側的次級線圈（磁極）的感應電壓也隨之發生變化。通過測量電壓的變化可以得到施加在磁極上的力，進而可以確定被測物體的質量。磁極變體傳感器的精度不高，一般為1/100。適用于大噸位稱重工作，稱重范圍為幾十到幾萬公斤。

　　6.板環式

　　板環式稱重傳感器的結構具有應力流線分布清晰、輸出靈敏度高、整體彈性體、結構簡單、應力狀態穩定、易于加工等優點。目前在傳感器生產中仍占有較大比重，這種結構傳感器的設計公式目前還不完善。這種彈性體的應變計算比較復雜，設計時一般將其視為環形彈性體進行估算。尤其是1t及以下量程的板環傳感器，計算誤差較大，會有較大的非線性誤差。

　　稱重傳感器的選擇依據

　　主要包括傳感器的靈敏度、傳感器的精度、傳感器的穩定性、傳感器的數量和范圍四個方面。

　　1. 靈敏度

　　靈敏度越高越好。只有在靈敏度高的情況下，才能在測量物體重量時獲得更準確的數據。

　　但靈敏度越高，外界對稱重傳感器的影響越大，外界噪聲會干擾傳感器的判斷。因此，對傳感器的抗噪聲性能有一定的要求，以盡量減少噪聲對傳感器的影響。

　　2. 準確性

　　稱重傳感器

　　稱重傳感器類型

　　有許多類型的稱重傳感器以適應不同的應用。常見的包括：

　　單點稱重傳感器：通常用于地磅，放置在重物下方。彎梁式稱重傳感器：多個稱重傳感器放置在鋼結構下方，并從上方加載重物。壓縮力傳感器：多個高量程稱重傳感器放置在鋼結構下方，并從上方加載重物。拉力稱重傳感器：一個重物懸掛在一個或多個傳感器下方。稱重傳感器還具有其他特性，例如特殊結構或特性等，具體取決于應用，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：數字稱重傳感器具有內置電子設備，用于處理、顯示和傳輸測量結果。對于模擬稱重傳感器，需要額外的設備 - 測量放大器。

　　四個應變計連接到下方的稱重傳感器上，當施加力時會變形。箭頭方向為力的加載方向。

　　壓力傳感器

　　彎梁式稱重傳感器

　　單點稱重傳感器

　　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

　　每一種物質都會隨著溫度的變化而變化，隨著溫度的升高而膨脹，隨著溫度的降低而收縮。這同樣適用于稱重傳感器及其應變儀，也會影響導體的電阻。然而，為了在不受環境溫度影響的情況下獲得正確的測量值，HBM 稱重傳感器內置了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，它必須能夠承受各種戶外環境影響。在世界范圍內，例如在西伯利亞。

　　施加在其他方向上的力（“寄生力”）

　　根據稱重傳感器的安裝環境，例如稱重容器放置在傳送帶下方，可能會出現重量以外的負載。 “寄生力”不僅預計會出現在主要方向上，還會從側面施加，下方。稱重傳感器不是為此目的而開發的，測量結果可能不正確或錯誤。因此，在安裝過程中必須小心，以確保沒有寄生力或盡可能少地寄生力。 HBM 稱重傳感器附件和稱重模塊幫助用戶限度地減少這些寄生力并獲得準確的測量結果。

　　帶有 HBM 稱重傳感器的汽車衡

　　稱重傳感器精度

　　無論使用何種稱重傳感器，精度都起著非常重要的作用。稱重傳感器有不同的額定范圍（額定范圍是指預期負載）和精度等級。應變技術精度等級一般為C、D。帶電子校正的應變稱重傳感器精度等級較高。

　　“稱重占主導地位，因為商品主要按重量出售。” ——斯特凡·施密特

　　因此，稱量必須嚴謹、準確。對于沙子或礫石等值貨物，稱重傳感器不需要非常，D級精度就足夠了。另一方面，對于醫藥產品，需要精度的 A 級或 B 級。肉類、水果和蔬菜等最常見的消費品稱重精度為 C 級，機械工程或建筑材料秤也需要 C 級精度。

　　嚴格的稱重計標準繼續為稱重傳感器開發商提出新的挑戰。對于具有更高 OIML 精度等級的稱重傳感器，精度偏差僅為幾 ppm（百萬分之幾）。

　　調整、校準和貿易認證

　　為了確保稱重傳感器在現場的工作方式，它們通常不僅在工廠進行調整和校準，而且在安裝地點進行認證。如果將一公斤的物體放在稱重傳感器上，根據精度等級，顯示的重量也應該是 1 公斤，而不是 857 克。這樣，也可以檢測到諸如寄生力之類的良好影響。

　　稱重傳感器技術趨勢

　　基于應變的稱重傳感器具有非常廣泛的應用。 HBM 在稱重傳感器的開發和制造方面擁有超過 65 年的經驗，并不斷開發新的解決方案以滿足未來的需求。

　　應變稱重技術在許多領域都沒有得到充分利用，但趨勢已經確定——需要更、更強大、更快、更智能的產品，并且它們需要易于使用。

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