稱重傳感器工作原理及輸出選項(xiàng)

來源：南京天光電氣科技有限公司 2025年04月22日 07:33

什么是稱重傳感器？

稱重傳感器-有時(shí)稱為“力”，“稱重”或“重量”單元-是一種傳感器，可將作用于其上的負(fù)載轉(zhuǎn)換為可測量（模擬或數(shù)字）輸出。輸出與施加的力或負(fù)載成比例。下面我們將介紹如何使用稱重傳感器和不同類型的稱重傳感器進(jìn)行力測量。

通過應(yīng)變儀的物理變形實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換，應(yīng)變儀結(jié)合到稱重傳感器結(jié)構(gòu)上。應(yīng)變儀連接到惠斯通電橋電路，帶有四個(gè)應(yīng)變儀（全橋），兩個(gè)儀表（半橋）或一個(gè)儀表（四分之一橋）。使用半橋和四分之一橋，橋使用精密監(jiān)視器完成。

在橋式電路中配置額外的可鍵合電阻，以補(bǔ)償溫度對零或空載信號的影響以及靈敏度（由于施加的負(fù)載引起的輸出，再加上另一個(gè)電阻，使橋在空載時(shí)無效）。

完成的惠斯通電橋需要穩(wěn)定的直流電源來激勵(lì)電路。這通常是5Vdc或10Vdc，但可以是1Vdc至18Vdc的任何值。當(dāng)應(yīng)力施加在粘合應(yīng)變儀上時(shí)，會發(fā)生電阻變化，使惠斯通電橋不平衡。這提供了與應(yīng)力值成線性比例的輸出信號。該信號的值也與激勵(lì)電壓成比例，通常為幾毫伏。

稱重傳感器輸出選項(xiàng)

這些低電平毫伏信號與各種定制的應(yīng)變計(jì)儀器兼容。這些儀器包括數(shù)字顯示器，模擬和數(shù)字放大器。典型的模擬量放大器將產(chǎn)生更高電平的電壓（0-5Vdc，0-10Vdc）或電流（0-20mA，4-20mA），用于后續(xù)處理。

數(shù)字放大器通常使用通用ASCII協(xié)議或已開發(fā)的一系列更專業(yè)的行業(yè)特定協(xié)議（如Modbus）提供RS232，RS422或RS485輸出。模擬和數(shù)字儀器的尺寸都已經(jīng)縮小（小型化），足以使物品能夠安裝在稱重傳感器或力傳感器的主體內(nèi)。

稱重傳感器設(shè)計(jì)或者通過它們產(chǎn)生的輸出信號的類型（氣動(dòng)，液壓或電氣）或通過它們檢測負(fù)載或重量（彎曲，剪切，壓縮，張力等）的方法來區(qū)分。

為滿足研發(fā)和工業(yè)應(yīng)用中的各種用途，稱重傳感器可采用多種形式。然而，今天的大多數(shù)設(shè)計(jì)都使用應(yīng)變計(jì)作為傳感元件，其中使用箔或半導(dǎo)體。

箔規(guī)提供泛的稱重傳感器設(shè)計(jì)選擇，因此往往是的。應(yīng)變計(jì)圖案提供拉伸，壓縮和剪切力的測量。半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)具有較小的模式范圍，但具有更小的優(yōu)點(diǎn)，并提供大規(guī)格因數(shù)，從而在相同的給定應(yīng)力下產(chǎn)生更大的輸出。由于這些特性，它們傾向于用于微型稱重傳感器設(shè)計(jì)。證明環(huán)用于負(fù)載測量，使用校準(zhǔn)的金屬環(huán)，其運(yùn)動(dòng)用精密位移傳感器測量。