稱重傳感器的原理及應(yīng)用

    稱重傳感器是用來將重量信號或壓力信號轉(zhuǎn)換成電量信號的轉(zhuǎn)換裝置。稱重傳感器采用金屬電阻應(yīng)變計組成測量橋路，利用金屬電阻絲在張力作用下伸長變細(xì)，電阻增加的原理，即金屬電阻隨所受應(yīng)變而變化的效應(yīng)而制成的(應(yīng)變，就是尺寸的變化)。

      稱重傳感器的構(gòu)造原理金屬電阻具有阻礙電流流動的性質(zhì)，即具有電阻(Ω)，其阻值依金屬的種類而異。同一種金屬絲，一般來講，越是細(xì)長，其電阻值就越大。當(dāng)金屬電阻絲受外力作用而伸縮時，其電阻值就會在某一范圍內(nèi)增減。因此，將金屬絲(或膜)緊貼在被測物體上，而且這種絲或膜又很細(xì)或很薄，粘貼又十分完善，那么，當(dāng)被測物體受外力而伸縮時，金屬電阻絲(膜)也會按比例伸縮，其阻值也會相應(yīng)變化。稱重傳感器就是將金屬電阻應(yīng)變計粘貼在金屬稱重梁上進(jìn)行測量重量信號的。

   稱重傳感器的外形構(gòu)造與測重形式,變頻傳感器的外形構(gòu)造隨被測對象的不同，其外形構(gòu)造也會不同。A．比較常見的稱重傳感器的外形構(gòu)造：柱式；S 型；輪輻式；環(huán)式；碟式；箱形等。

B．測重形式：正應(yīng)力測量(柱型、單點式等)，剪應(yīng)力測量(雙剪切梁式、部分S 型、輪輻式等)又可分為壓式(柱式、碟式等)、拉式(部分S 型傳感器、環(huán)式傳感器)、拉壓兩用(部分柱式、輪輻式、S 型等)

C．彈性元件內(nèi)部應(yīng)變梁的結(jié)構(gòu)形式：平行梁、剪切梁等

D．不同結(jié)構(gòu)形式的傳感器的應(yīng)用對象：柱式——大噸位汽車衡、輪道衡、料斗秤、料罐秤，試驗機(jī)，力值監(jiān)控與測量等；S 型——用于料斗秤、料罐秤、包裝機(jī)，材料試驗機(jī)等；雙剪切梁式——汽車衡、軌道衡等；單點式——天平、計價秤、計數(shù)秤、平臺秤，工業(yè)現(xiàn)場重量控制及測量；

稱重傳感器的電路組成.稱重傳感器進(jìn)行測量時，我們需要知道的是應(yīng)變計受到載荷時的電阻變化。通常采用應(yīng)變計組成橋式電路(惠斯登電橋)，將應(yīng)變計引起的電阻變化轉(zhuǎn)換成電壓變化來進(jìn)行測量的。

變頻傳感器的輸出靈敏度的表示方法,傳感器響應(yīng)(輸出)的變化對相應(yīng)的激勵(施加的載荷)變化的比。傳感器的輸出靈敏度采用額定載荷狀態(tài)電橋的輸出電壓與輸入激勵電壓之比值(mV/V)來表示。通常稱傳感器的輸出靈敏度。

為什么傳感器內(nèi)部要加補(bǔ)償電路？稱重傳感器在制造過程中，為了改善它的性能，特別是改善溫度特性，一般要在應(yīng)變計電路中附加對零點和靈敏度的溫度補(bǔ)償。即除了應(yīng)變計外，其中還增加了各種補(bǔ)償電阻。零點補(bǔ)償?shù)哪康氖潜M量減小電橋零點隨溫度的變化，因此，除變頻傳感器本身的溫度自補(bǔ)償外，又加入了電阻溫度系數(shù)和電橋中應(yīng)變計的溫度系數(shù)不同的電阻元件(如銅電阻或鎳電阻等)，以加強(qiáng)補(bǔ)償作用。靈敏度補(bǔ)償?shù)哪康氖菧p小輸出電壓隨溫度的變化，即補(bǔ)償彈性體的彈性系數(shù)和應(yīng)變計的靈敏度系數(shù)隨溫度的變化。因此，對電橋中串接了兩個與電橋溫度補(bǔ)償作用相同的電阻。同時電路中的其它電阻用于將電橋的初始平衡，額定輸出和輸入電阻等參數(shù)調(diào)整到規(guī)定的數(shù)值。

稱重傳感器引線功能的具體判斷方法,由于不同生產(chǎn)廠家的傳感器引線的顏色不同，所以不能以具體顏色來判斷引線功能。使用萬用表的電阻檔可以具體判斷引線功能,更多的稱重傳感器知識請登錄環(huán)貿(mào)奧美稱重傳感器專家了解更多詳情！

稱重傳感器的應(yīng)用及調(diào)試

對于稱重傳感器來講，故障處理應(yīng)遵循這樣的步驟；觀察(故障觀察)——分析(故障原因)——檢測(為故障判斷提供依據(jù)或?qū)ε袛嘟Y(jié)果加以驗證)——修復(fù)(修理或更換)——檢定(系統(tǒng)調(diào)試后對其計量性能進(jìn)行測試)?？筛鶕?jù)實際情況選用下列方法判斷：直觀法、替代法、比較法、插拔法、代碼診斷法。在這里我以稱重傳感器故障為例談?wù)劮Q重傳感器的現(xiàn)場使用和調(diào)試。傳感器的各類故障檢測和排除
         就稱重傳感器自身的特點通過下列方法檢測、判斷和驗證：1)阻抗判別法：逐個將傳感器的兩根輸出線、輸入線拆掉，用萬用表測試輸出、輸入阻抗和信號電纜各芯線與屏蔽層間的絕緣電阻。如果測試結(jié)果達(dá)不到合格證上的數(shù)值，即可判斷為故障傳感器；2)信號輸出判斷：如果阻抗法無法判斷傳感器的好壞，可用此法做進(jìn)一步檢查。先給儀表通電，將傳感器的輸出線拆掉。在空秤下用萬用表測量其Mv輸出值。假設(shè)額定激勵電壓為U(v)，傳感器的靈敏度為M(Mv／V)，傳感器的額定載荷F(kg)，那么每個傳感器的輸出為U譓譑鱂(Mv)。如果那一只的輸出值超出該計算值過大(理想情況下不存在偏載時應(yīng)該相等)或不穩(wěn)定，即可判斷變頻傳感器有故障。 


稱重傳感器被稱為電子衡器中的心臟部件?？茖W(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，由稱重傳感器制作的電子衡器也已廣泛地應(yīng)用到各行各業(yè)，實現(xiàn)了對物料的快速、準(zhǔn)確的稱量。特別是隨著微處理機(jī)的出現(xiàn)，工業(yè)生產(chǎn)過程自動化程度化的不斷提高，稱重傳感器已成為過程控制中的一種必需的裝置，從以前不能稱重的大型罐、料斗等重量計測以及吊車秤、汽車秤等計測控制，到混合分配多種原料的配料系統(tǒng)、生產(chǎn)工藝中的自動檢測和粉粒體進(jìn)料量控制等，都應(yīng)用了稱重傳感器。目前，稱重傳感器幾乎運用到了所有的稱重領(lǐng)域。    其次，稱重儀表的選擇和故障檢測
     。
     稱重儀表一般由模擬電路和數(shù)字電路兩部分組成。模擬電路包括電源、前置放大器、濾波器、A／D轉(zhuǎn)換等；數(shù)字電路包括主處理器、協(xié)處理器、各種存儲器、鍵盤和顯示器等。儀表故障診斷zui簡便有效的方法就是用替代法。首先用模擬器或根據(jù)故障判斷儀表已損壞。若懷疑是PCB出現(xiàn)問題，可以用一塊好的PCB板去替代。替代后再用模擬變頻傳感器檢查或觀察故障是否消失。在更換過 PCB后必須按照說明書對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置校準(zhǔn)。在使用稱重儀表時，必須清楚它與人屏幕、打印機(jī)及稱重軟件的接線方式，查看它們是否與稱重儀表匹配。 

   當(dāng)選用多只稱重傳感器做為一個稱重系統(tǒng)時，必須考慮它采用什么樣的工作方式。工作方式的確定就必須與稱重儀表的選擇有關(guān)，即稱重傳感器的有關(guān)技術(shù)參數(shù)必須與儀表的有關(guān)技術(shù)參數(shù)匹配。以目前采用的并聯(lián)工作方式稱重系統(tǒng)為例，它要求系統(tǒng)實際zui大電流必須小于稱重儀表的的zui大供橋電流
    總之，以稱重傳感器為核心的電子衡器在實際的使用過程中引發(fā)故障的原因很多，有時幾個故障可能同時出現(xiàn)。除了上述提到的情況外，還有諸如供電電源、外部磁場干擾、使用電子產(chǎn)品作弊等原因造成。因此，在現(xiàn)場的使用和調(diào)試過程中必須具有清晰的操作思路，認(rèn)真的分析，積極的總結(jié)和積累現(xiàn)場操作經(jīng)驗。如果這樣的話，可以大大減少現(xiàn)存的故障問題，可為現(xiàn)場調(diào)試節(jié)約人量的時間，為日后的維護(hù)提供方便。

    稱重傳感器是用來將重量信號或壓力信號轉(zhuǎn)換成電量信號的轉(zhuǎn)換裝置。稱重傳感器采用金屬電阻應(yīng)變計組成測量橋路，利用金屬電阻絲在張力作用下伸長變細(xì)，電阻增加的原理，即金屬電阻隨所受應(yīng)變而變化的效應(yīng)而制成的(應(yīng)變，就是尺寸的變化)。

      稱重傳感器的構(gòu)造原理金屬電阻具有阻礙電流流動的性質(zhì)，即具有電阻(Ω)，其阻值依金屬的種類而異。同一種金屬絲，一般來講，越是細(xì)長，其電阻值就越大。當(dāng)金屬電阻絲受外力作用而伸縮時，其電阻值就會在某一范圍內(nèi)增減。因此，將金屬絲(或膜)緊貼在被測物體上，而且這種絲或膜又很細(xì)或很薄，粘貼又十分完善，那么，當(dāng)被測物體受外力而伸縮時，金屬電阻絲(膜)也會按比例伸縮，其阻值也會相應(yīng)變化。稱重傳感器就是將金屬電阻應(yīng)變計粘貼在金屬稱重梁上進(jìn)行測量重量信號的。

   稱重傳感器的外形構(gòu)造與測重形式,變頻傳感器的外形構(gòu)造隨被測對象的不同，其外形構(gòu)造也會不同。A．比較常見的稱重傳感器的外形構(gòu)造：柱式；S 型；輪輻式；環(huán)式；碟式；箱形等。

B．測重形式：正應(yīng)力測量(柱型、單點式等)，剪應(yīng)力測量(雙剪切梁式、部分S 型、輪輻式等)又可分為壓式(柱式、碟式等)、拉式(部分S 型傳感器、環(huán)式傳感器)、拉壓兩用(部分柱式、輪輻式、S 型等)

C．彈性元件內(nèi)部應(yīng)變梁的結(jié)構(gòu)形式：平行梁、剪切梁等

D．不同結(jié)構(gòu)形式的傳感器的應(yīng)用對象：柱式——大噸位汽車衡、輪道衡、料斗秤、料罐秤，試驗機(jī)，力值監(jiān)控與測量等；S 型——用于料斗秤、料罐秤、包裝機(jī)，材料試驗機(jī)等；雙剪切梁式——汽車衡、軌道衡等；單點式——天平、計價秤、計數(shù)秤、平臺秤，工業(yè)現(xiàn)場重量控制及測量；

稱重傳感器的電路組成.稱重傳感器進(jìn)行測量時，我們需要知道的是應(yīng)變計受到載荷時的電阻變化。通常采用應(yīng)變計組成橋式電路(惠斯登電橋)，將應(yīng)變計引起的電阻變化轉(zhuǎn)換成電壓變化來進(jìn)行測量的。

變頻傳感器的輸出靈敏度的表示方法,傳感器響應(yīng)(輸出)的變化對相應(yīng)的激勵(施加的載荷)變化的比。傳感器的輸出靈敏度采用額定載荷狀態(tài)電橋的輸出電壓與輸入激勵電壓之比值(mV/V)來表示。通常稱傳感器的輸出靈敏度。

為什么傳感器內(nèi)部要加補(bǔ)償電路？稱重傳感器在制造過程中，為了改善它的性能，特別是改善溫度特性，一般要在應(yīng)變計電路中附加對零點和靈敏度的溫度補(bǔ)償。即除了應(yīng)變計外，其中還增加了各種補(bǔ)償電阻。零點補(bǔ)償?shù)哪康氖潜M量減小電橋零點隨溫度的變化，因此，除變頻傳感器本身的溫度自補(bǔ)償外，又加入了電阻溫度系數(shù)和電橋中應(yīng)變計的溫度系數(shù)不同的電阻元件(如銅電阻或鎳電阻等)，以加強(qiáng)補(bǔ)償作用。靈敏度補(bǔ)償?shù)哪康氖菧p小輸出電壓隨溫度的變化，即補(bǔ)償彈性體的彈性系數(shù)和應(yīng)變計的靈敏度系數(shù)隨溫度的變化。因此，對電橋中串接了兩個與電橋溫度補(bǔ)償作用相同的電阻。同時電路中的其它電阻用于將電橋的初始平衡，額定輸出和輸入電阻等參數(shù)調(diào)整到規(guī)定的數(shù)值。

稱重傳感器引線功能的具體判斷方法,由于不同生產(chǎn)廠家的傳感器引線的顏色不同，所以不能以具體顏色來判斷引線功能。使用萬用表的電阻檔可以具體判斷引線功能,更多的稱重傳感器知識請登錄環(huán)貿(mào)奧美稱重傳感器專家了解更多詳情！

稱重傳感器的應(yīng)用及調(diào)試

對于稱重傳感器來講，故障處理應(yīng)遵循這樣的步驟；觀察(故障觀察)——分析(故障原因)——檢測(為故障判斷提供依據(jù)或?qū)ε袛嘟Y(jié)果加以驗證)——修復(fù)(修理或更換)——檢定(系統(tǒng)調(diào)試后對其計量性能進(jìn)行測試)?？筛鶕?jù)實際情況選用下列方法判斷：直觀法、替代法、比較法、插拔法、代碼診斷法。在這里我以稱重傳感器故障為例談?wù)劮Q重傳感器的現(xiàn)場使用和調(diào)試。傳感器的各類故障檢測和排除
         就稱重傳感器自身的特點通過下列方法檢測、判斷和驗證：1)阻抗判別法：逐個將傳感器的兩根輸出線、輸入線拆掉，用萬用表測試輸出、輸入阻抗和信號電纜各芯線與屏蔽層間的絕緣電阻。如果測試結(jié)果達(dá)不到合格證上的數(shù)值，即可判斷為故障傳感器；2)信號輸出判斷：如果阻抗法無法判斷傳感器的好壞，可用此法做進(jìn)一步檢查。先給儀表通電，將傳感器的輸出線拆掉。在空秤下用萬用表測量其Mv輸出值。假設(shè)額定激勵電壓為U(v)，傳感器的靈敏度為M(Mv／V)，傳感器的額定載荷F(kg)，那么每個傳感器的輸出為U譓譑鱂(Mv)。如果那一只的輸出值超出該計算值過大(理想情況下不存在偏載時應(yīng)該相等)或不穩(wěn)定，即可判斷變頻傳感器有故障。 


稱重傳感器被稱為電子衡器中的心臟部件?？茖W(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，由稱重傳感器制作的電子衡器也已廣泛地應(yīng)用到各行各業(yè)，實現(xiàn)了對物料的快速、準(zhǔn)確的稱量。特別是隨著微處理機(jī)的出現(xiàn)，工業(yè)生產(chǎn)過程自動化程度化的不斷提高，稱重傳感器已成為過程控制中的一種必需的裝置，從以前不能稱重的大型罐、料斗等重量計測以及吊車秤、汽車秤等計測控制，到混合分配多種原料的配料系統(tǒng)、生產(chǎn)工藝中的自動檢測和粉粒體進(jìn)料量控制等，都應(yīng)用了稱重傳感器。目前，稱重傳感器幾乎運用到了所有的稱重領(lǐng)域。    其次，稱重儀表的選擇和故障檢測
     。
     稱重儀表一般由模擬電路和數(shù)字電路兩部分組成。模擬電路包括電源、前置放大器、濾波器、A／D轉(zhuǎn)換等；數(shù)字電路包括主處理器、協(xié)處理器、各種存儲器、鍵盤和顯示器等。儀表故障診斷zui簡便有效的方法就是用替代法。首先用模擬器或根據(jù)故障判斷儀表已損壞。若懷疑是PCB出現(xiàn)問題，可以用一塊好的PCB板去替代。替代后再用模擬變頻傳感器檢查或觀察故障是否消失。在更換過 PCB后必須按照說明書對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置校準(zhǔn)。在使用稱重儀表時，必須清楚它與人屏幕、打印機(jī)及稱重軟件的接線方式，查看它們是否與稱重儀表匹配。 

   當(dāng)選用多只稱重傳感器做為一個稱重系統(tǒng)時，必須考慮它采用什么樣的工作方式。工作方式的確定就必須與稱重儀表的選擇有關(guān)，即稱重傳感器的有關(guān)技術(shù)參數(shù)必須與儀表的有關(guān)技術(shù)參數(shù)匹配。以目前采用的并聯(lián)工作方式稱重系統(tǒng)為例，它要求系統(tǒng)實際zui大電流必須小于稱重儀表的的zui大供橋電流
    總之，以稱重傳感器為核心的電子衡器在實際的使用過程中引發(fā)故障的原因很多，有時幾個故障可能同時出現(xiàn)。除了上述提到的情況外，還有諸如供電電源、外部磁場干擾、使用電子產(chǎn)品作弊等原因造成。因此，在現(xiàn)場的使用和調(diào)試過程中必須具有清晰的操作思路，認(rèn)真的分析，積極的總結(jié)和積累現(xiàn)場操作經(jīng)驗。如果這樣的話，可以大大減少現(xiàn)存的故障問題，可為現(xiàn)場調(diào)試節(jié)約人量的時間，為日后的維護(hù)提供方便。