稱重傳感器的構(gòu)成與優(yōu)缺點(diǎn)

稱重傳感器按轉(zhuǎn)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(dòng)式、陀螺儀式、電阻應(yīng)變式等8類，以電阻應(yīng)變式使用最傳統(tǒng)概念上，負(fù)荷傳感器是稱重傳感器、漢力傳感器的統(tǒng)稱，用單項(xiàng)參數(shù)評(píng)價(jià)計(jì)量特性。舊國(guó)標(biāo)將應(yīng)用對(duì)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(lái)考慮，對(duì)試驗(yàn)和評(píng)價(jià)方法未給予區(qū)分。

舊國(guó)標(biāo)共有21項(xiàng)指標(biāo)，均在常溫下進(jìn)行試驗(yàn);并用非線性、滿后誤差、重復(fù)性誤差、輯變、零點(diǎn)溫度附加誤差以及額定翰出溫度)加誤差5項(xiàng)頁(yè)指標(biāo)中的最大誤差，來(lái)確定稱重傳感曜準(zhǔn)確度等級(jí)，分別用0.02、0.03、0.05表示。

　　一、電阻應(yīng)變式稱重傳感器

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

　　電阻應(yīng)變式傳感器的稱量范圍為幾十克至數(shù)百噸。

　　二、電阻應(yīng)變式稱重傳感器原理

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

　　構(gòu)成

　　1、敏感元件

　　直接感受被測(cè)量(質(zhì)量)并輸出與被測(cè)星有確定關(guān)系的其他量的元件，如電阻應(yīng)變式稱重傳感器的彈性體，是將被測(cè)物體的質(zhì)星轉(zhuǎn)變?yōu)樾巫?電容式稱重傳感器的彈性體將被漢的質(zhì)星轉(zhuǎn)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(zhuǎn)變?yōu)楸阌跐h星的信號(hào)，如電阻應(yīng)變式稱重傳感器的電阻應(yīng)變計(jì)(或稱電阻應(yīng)變片)，將彈性體的形變轉(zhuǎn)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(zhuǎn)變?yōu)殡娙萘康淖兓?，有時(shí)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(shí)輸出電信。

　　3、測(cè)量元件

　　將變換元件的輸出變換為電信號(hào)，為進(jìn)一步傳輸、處理、顯示、記錄或控制提供方便，如電阻應(yīng)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(hào)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(gè)產(chǎn)品必須標(biāo)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(diǎn)

　　一、輸出阻抗高，負(fù)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(gè)做法，因此，電容式稱重傳感器的輸出阻抗高，因而負(fù)載能力差，易受外界干擾影響產(chǎn)生不穩(wěn)定現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)甚至無(wú)法工作，必須采取妥善的屏蔽措施，從而給設(shè)計(jì)和使用帶來(lái)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(guò)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(yuǎn)比低頻的復(fù)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(lái)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(chǎng)的邊緣效應(yīng)時(shí)，輸出特性才里線性，否則邊緣效應(yīng)所產(chǎn)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(nèi)板極與周圍導(dǎo)體構(gòu)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(jī)變化的，將使儀器工作很不穩(wěn)定，影響測(cè)量精度，因此對(duì)電纜的選擇、安裝、接法都有嚴(yán)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(cè)量精度。