大型電子地磅秤工業(yè)電子磅秤地秤常規(guī)傳感器的技術(shù)特性
以金屬材料為轉(zhuǎn)換組件的電阻應(yīng)變計，其轉(zhuǎn)換原理是基于金屬電阻絲的電阻——應(yīng)變效應(yīng)。所謂
應(yīng)變效應(yīng)是指金屬導(dǎo)體（電阻絲）的電阻值隨變形（伸長或縮短）而發(fā)生改變的一種物理現(xiàn)象（圖 1）。
金屬導(dǎo)體的電阻值可用下式表示：R=ρ△L/△S
式中：ρ——金屬導(dǎo)體的電阻率（Ω·cm2
/m）
S——導(dǎo)體的截面積（cm2）
L——導(dǎo)體的長度（m）
電阻應(yīng)變片式稱重傳感器是基于這樣一個原理：
圖 1
楊青鋒
彈性體（彈性組件）在外力作用下產(chǎn)生彈性變形，使粘貼在其表面的電阻應(yīng)變片（圖 2）也隨同產(chǎn)
生變形，電阻應(yīng)變片變形后，它的阻值將發(fā)生變化（增大或減小），再經(jīng)過惠斯通電橋（圖 3）把這
一電阻變化轉(zhuǎn)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。
圖 2 圖 3
電阻應(yīng)變式稱重傳感器的稱量范圍為幾十克至數(shù)千噸，計量準確度達 1/1000～1/10000，以其
結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，工作可靠，為大部分電子衡器所使用。電阻應(yīng)變式傳感器的優(yōu)點是準確度高，
測量范圍廣，壽命長，結(jié)構(gòu)簡單，頻響特性好，能在惡劣條件下工作，易于實現(xiàn)小型化、整體化和
品種多樣化等。它的缺點是存在機械滯后、蠕變和零漂、應(yīng)變極限，對于大應(yīng)變有較大的非線性、
輸出信號較弱，但是可通過一定措施改進。電阻應(yīng)變式稱重傳感器是稱重傳感器中應(yīng)用的zui廣泛的
一種，對其特性研究也是zui多的。
二、電磁力平衡稱重傳感器
電磁力平衡傳感器的稱重過程基于安培力實現(xiàn)。通電導(dǎo)線在磁場中受到的作用力如圖 4 所示。
在導(dǎo)線上加上秤盤，秤盤及導(dǎo)線本身具備的重力方向朝下，而通電導(dǎo)線受到向上的電磁力，當通過
導(dǎo)線的電流值達到某一值時，這兩個力互相平衡，此時傳感器就處于平衡狀態(tài)即可確定被測物重量。
電磁力平衡傳感器依靠載流線圈在恒定直流磁場中產(chǎn)生的電磁力與被測質(zhì)量的重力平衡，實現(xiàn)被測
質(zhì)量的電信號轉(zhuǎn)換。
圖 4
電磁力平衡稱重傳感器是一種高精度傳感器，精度可達 1/2000～1/60000，但稱量范圍僅在幾
十毫克至十千克之間，廣泛用于電子分析天平，是精密質(zhì)量稱量的常用傳感器。由于測量分辨率高、
靈敏可靠、價格適宜,在精密質(zhì)量稱量、化學(xué)反應(yīng)監(jiān)測、加速度測量、水分檢測等領(lǐng)域獲得了越來越
多的應(yīng)用。為減小傳感器的體積，簡化傳感器的制造工藝，降低制造成本，電磁力平衡傳感器的恒
定直流磁場采用*磁鐵。*磁鐵作為電磁力平衡傳感器的永磁體，其磁性能的穩(wěn)定性直接影響
電磁力平衡傳感器的精度。
電磁力平衡式傳感器是一項相對成熟的技術(shù)，對傳感器的生產(chǎn)條件要求較高。目前，世界
上只有為數(shù)不多的幾家大廠掌握這種技術(shù)。這種高精度的電子稱重裝置由于其*的工作原理和工
藝水平，精度非常高，主要用于市場。例如用高強度航空鋁合金材料通過高精度電火花切割加
工而成的單模塊傳感器，瑞士梅特勒-托利多集團和德國賽托利斯都有該項技術(shù)，它將傳統(tǒng)的
電磁力平衡式傳感器中的杠桿、上下導(dǎo)桿、底座以及簧片等多個零部件融為一體。由于內(nèi)部無連接
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