应变片称重传感器：应变式称重传感器

51
）
Int.CI?

权利要求说明书
说明书
幅图

（
54
）发明名称

?
应变式称重传感器

（
57
）摘要

?
本发明公开了一种应变式称重传感
器，包括放大器、第一电容、第二电容、第
一电位器、第二电位器、第三电位器、第一
压敏电阻、第二压敏电阻、第三压敏电阻、
第四压敏电阻、第一电阻、第二电阻、第三
电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻和第
七电阻，电压正极输入端分别与所述第一电
位器的第一端、所述第一压敏电阻的第一端
和所述第四压敏电阻的第一端连接，电压负
极输入端分别与所述第一电位器的第二端、
所述第二压敏电阻的第一端和所述第三压敏

应变片称重传感器：应变式称重传感器

收藏
查看我的收藏
0
有用+1
已投票
0
应变式称重传感器
语音
编辑
锁定
讨论
上传视频
上传视频
本词条由“科普中国”科学百科词条编写与应用工作项目
审核
。
应变式称重传感器，1940年美国BLH公司和Revere公司总工程师A.Thurston（瑟斯顿）利用SR一4型电阻应变计研制出圆柱结构的应变式负荷传感器，用于工程测力和称重计量，成为应变式负荷传感器的创始者。1942年在美国应变式负荷传感器已经大量生产，已有60多年的历史 1938年美国加利福尼亚理工学院教授E.Simmons（西蒙斯）和麻省理工学院教授A.Ruge（鲁奇）分别同时研制出纸基丝绕式电阻应变计，以他们名字的字头和各有二位助手命名为SR-4型，由美国BLH公司专利生产。为研制应变式负荷传感器奠定了理论和物质基础。
中文名
应变式称重传感器
外文名
strain typeweigh sensor
目录
1
仪器历史
2
技术创新
3
主要成果
4
特点
5
研发热点
6
主要差距
7
发展动向
8
研发重点
9
发展趋势
?
小型化
?
集成化
?
多功能化
?
智能化
10
数字式特点
应变式称重传感器仪器历史
编辑
语音
1942年在美国应变式负荷传感器已经大量生产，已有60多年的历史。
应变式称重传感器技术创新
编辑
语音
1973年美国学者霍格斯特姆为克服正应力负荷传感器的固有缺点，提出不利用正应力，而利用与弯矩无关的切应力设计负荷传感器的理论，并设计出圆截工字形截面悬臂剪切梁型负荷传感器。打破了正应力负荷传感器的一统天下，形成了新的发展潮流。这是负荷传感器结构设计的重大突破。1974年前后美国学者斯坦因和德国学者埃多姆分别提出建立弹性体较为复杂的力学模型，利用有限单元计算方法，分析弹性体的强度、刚度，应力场和位移场，求得最佳化设计。为利用现代分析手段和计算方法设计与计算负荷传感器开辟了新途径。70年代初中期，美、日等国的衡器制造公司开始研发商业用电子计价秤，急需小量程负荷传感器。传统的正应力和新研制的切应力负荷传感器都不能实现几公斤至几十公斤量程范围内的测量。美国学者查特斯提出用低弹性模量的铝合金做弹性体，采用多梁结构解决灵敏度和刚度这对矛盾。设计出小量程铝合金平行梁型负荷传感器，同时指出平行梁负荷传感器是基于不变弯矩原理，使利用平行梁表面弯曲应力的正应力结构，具有切应力负荷传感器的特点，为平行梁结构负荷传感器的设计与计算奠定了理论基础，形成了又一个发展潮流。蠕变是电阻应变计和铝合金负荷传感器经常遇到和必需解决的关键问题。1978年前苏联学者科洛考娃通过对一维力学模型和应变传递系数的分析，提出控制电阻应变计敏感栅的栅头宽度与栅丝宽度的比例，可以制造出不同蠕变值电阻应变计的理论，并成功的研制出系列蠕变补偿电阻应变计。对低容量铝合金负荷传感器减小蠕变误差，提高准确度起到至关重要的作用，使电子计价秤用铝合金负荷传感器多品种、大批量生产成为可能。由于电子称重技术的迅速发展，负荷传感器性能的评定方法，已不能满足采用阶梯公差带评定准确度等级电子衡器的需要，急需与电子衡器准确度评定方法相适应的计量规程。80年代初，国际法制计量组织（OIML）质量测量指导秘书处决定将用于电子称重的传感器与用于测力的传感器彻底分离，由美国负责的第8报告秘书处起草《称重传感器计量规程》。经过OIML成员国书面表决后，在1984年10月第7届法制计量大会上正式批准，并于1985年以OIML，R60国际建议颁布，下发到各成员国。各国正在执行的是R60的2000年版。可以说R60《称重传感器计量规程》是各国称重传感器进入国际市场的“通行证”。
随着数字技术和信息技术的发展，各行业对数字化电子衡器的需求愈来愈多，提出用数字称重系统突破模拟称重系统局限性的要求，对此模拟式称重传感器就无能为力了。因为在此之前，称重传感器的研究都集中在硬件方面，例如：创新弹性体结构，改进制造工艺，完善电路补偿与调整等。模拟式称重传感器的输出信号小，抗干扰能力差，传输距离短，称重显示控制仪表复杂，组秤调试周期长等缺点依然如故。为满足数字化电子衡器的需求，美国TOLEDO、STS和CARDINAL公司，德国HBM公司等先后研制出整体型和分离型数字式智能称重传感器，并以其输出信号大，抗干扰能力强，信号传输距离远，易实现智能控制等特点，成为数字化电子衡器和自动称重计量与控制系统的必选产品，形成一个开发热点。90年代，由于称重传感器的设计与计算等基本技术趋于成熟，称重传感器的发展侧重于工艺研究和应用研究，在产品标准化、系列化、工程化设计和规模化生产工艺等方面都有很大进步，主要是：1、在结构与工艺设计中引入计算机拟实技术和虚拟技术；2、在弹性体加工中纳入柔性制造技术；3、在生产工艺中采用计算机网络技术；4、在稳定处理中移植了振动时效、共振时效新工艺；5、在测试检定中创造了自动快速检测和动态比对方法。应用技术研究也有突破性进展：在传统称重模块的基础上，研制出新式称重模块。这是应用新技术面对新挑战的典型产品。其特点是组件化设计，具有“即插即用”功能，可减少由于偏重、热效应影响，偶然超载等引起的称重误差，并可承受由于振动、冲击、搅拌或其它外力引起的偏重。总之，70年代两项技术突破，80年代两个重大变革，90年代纳入高新技术面对新挑战的研发理念，极大地促进了称重传感器技术的发展。工业与商业电子秤用称重传感器技术与制造工艺，美、德等工业发达国家的著名制造公司处于国际市场引导者的领先地位，我国具有一定规模的称重传感器制造公司处于市场挑战者或市场追随者地位。家用电子秤用称重传感器的研发和生产中心在中国，在深圳，制造技术、工艺水平、产品质量和年产量逐年提高。当今国际市场称重传感器技术的竞争，集中表现 在产品的准确度、稳定性和可靠性的竞争；制造技术与制造工艺的竞争；应用高新技术研发新产品和自主知识产权产品的竞争。各称重传感器制造企业都在努力培植自己的核心竞争技术和打造核心竞争产品。从国际衡器工业展览会上展出的产品和对多家处于市场引导者地位的企业产品的分析可以得出这些企业的共同追求是：弹性体材质更精良；电阻应变计、补偿元器件的技术要求和环境应力筛选更严格；制造工艺更精细；电路补偿工艺更完善；外观质量更完美。称重传感器的准确度、稳定性和可靠性是重要的质量指标，同时也是用户最关心的问题。对此，这些企业在结构设计、制造工艺、电路补偿与调整和稳定性处理等方面进行许多研究与试验工作，取得较大进展。
应变式称重传感器主要成果
编辑
语音
（1）在结构设计与计算过程中，引入计算机拟实技术进行动态仿真，动力学分析；在工艺设计过程中引入计算机虚拟技术，对弹性体生产工艺进行模拟和检验；（2）在弹性体加工中，纳入先进制造技术，变刚性制造为柔性制造。普遍采用加工中心、柔性制造单元和柔性制造系统；（3）在生产全过程中，尽量减少手工操作、人为控制，增加半自动与自动控制、自动检验工序，并在生产工艺中采用计算机网络技术；（4）改进、创新工艺装备，实现高效智能电路补偿，建立全自动快速检测系统，提高C3级产品成功率和大批量生产产品的抽检合格率；（5）移植先进的稳定处理技术与装备，实施振动时效或共振时效新工艺，提高称重传感器的长期稳定性和工作可靠性；（6）应用高新技术开发新产品和自主知识产权产品，增强核心竞争力。处于国际市场引导地位的企业都有自己的核心竞争技术、工艺和产品，例如：正负蠕变电桥的“O蠕变”称重传感器；铍青铜动态称重传感器；整体型和分离型数字式智能称重传感器；高准确度不锈钢3柱、4柱高温称重传感器；组件化设计的“即插即用”型新式称重模块等。
应变式称重传感器特点
编辑
语音
（1）重视基础技术、基础工艺和共性关键技术的研究，作到基础研究与预先研究并行；共性关键技术研究与应用技术研究并行；典型产品开发与产品工程化并行。保证基础技术与基础工艺（电阻应变计、应变粘结剂、补偿元器件、防护与密封材料等）一直处于世界领先地位。（2）重视基础设施建设和制造技术、制造工艺的研究与应用。配置优良的工艺装备和检测仪器，特别是智能化工艺设备，作到工艺装备最先进；（3）描准世界称重传感器技术的发展潮流和战略前沿，确定研究课题和产品开发方向。重视新产品和自主知识产权产品的开发，增强核心竞争力。其技术创新和新产品开发的标准是：具有较高的技术先导性，工艺先进性，市场扩散性，效益增殖性。使技术与工艺始终处于世界领先地位。（4）重视称重传感器的可靠性设计、控制与管理，严格设计符合性控制和工艺可靠性控制，努力使工艺兑现率达到百分之百。（5）重视市场竞争，加强市场调查与分析，快速响应市场。21世纪的市场竞争，是以市场响应速度为焦点，以改进和创新产品为基础。（6）重视相关法规和规程的学习，全面理解并认真执行，保证生产的每一个产品都符合要求。
正因为如此，国外的称重传感器品种繁多，规格齐全，合金钢、铝合金、不锈钢、铍青铜制品应有尽有；水下、钻井下测量，耐压防爆、抗辐射、耐腐蚀产品；微小和超大量程；多称量与动态称量；集成化与模块化结构任用户选购。并作到产品的内在与外观质量并重，外观质量的改进与提高十分明显，基本没有喷漆产品，几乎全部是亮光或亚光化学
[1]
镀镍、镀铬，烤漆，喷塑，瓷质阳极化和不锈钢产品。个别产品的外形已融入人性化设计。
应变式称重传感器研发热点
编辑
语音
1、数字式智能称重传感器的数字补偿技术与补偿工艺，及其应用技术；2、快速、低速动态、动态称重传感器的研制及阻尼技术；3、高温称重传感器制造工艺，高温稳定性及应用技术；4、耐压、防爆型称重传感器及耐压外壳设计与试验技术；5、组件化设计的“即插即用”的新式称重模块；6、利用钡和铌代替镍制作灵敏度温度补偿电阻的研究。
应变式称重传感器主要差距
编辑
语音
尽管我国航空、航天工业部门早在20世纪50年代末期就开始研究应用应变式负荷传感器，但并未向民用发展。就全国而言，
[2]
负荷传感器的研制与生产起步较晚，60年代只有几个厂家生产普通精度等级的应变式测力传感器。结构单一，只有圆柱、圆环两种结构，基本不进行电路补偿与调整，有的产品甚至用外部平衡箱调整零点。80年代初，全国有20余个企业用资一亿元人民币，用汇1300万美元，从美、日等国引进应变式负荷传感器制造技术与工艺装备，进行学习、消化、吸收。经过仿制和试生产后，开始多品种小批量生产，推向市场后，取得相当可观的效益。当时人们对此产品的总结是：多品种、小批量、低成本、高收益、投资少、见效快。引起不少行业的个人和企业的关注，纷纷进入此行业，生产厂家从70年代的20多个迅速增加到100多个，年产量与日本相当，达到100多万只。随着国民经济的发展，各行业对电子衡器的需求不断增加，极大的促进了称重传感器技术的发展。80年代中期到90年代中期，是我国称重传感器技术稳步发展，品种和规格迅速增加，产品质量不断提高的十年。不少厂家都改进或增加工艺装备、检测仪表，购置智能温度补偿装置和灵敏度温度补偿设备，实现了规模化生产。90年代中期称重传感器生产企业增加到160多个，年产量200多万只。除满足国内市场需求外，十余个企业开始小批量出口，呈现出较好的发展势头。尽管称重传感器是国家强制管理的法制计量器具，应当比较难进入此行业，但由于种种原因导至一些企业和个人很容易进入，造成市场拥挤，加剧了市场竞争。终于在90年代中期爆发了价格大战，谁的价格低，谁就是大赢家，而且逐年升级越演越烈，已经到了走火入魔的程度。价格大战的恶果是技术进步缓慢，工艺水平下降，质量问题严重，管理监督失控。最初的受害者是广大用户，最终的受害者是企业自己，是整个称重传感器行业。带着这些问题进入21世纪，称重传感器与工业发达国家的差距非但未缩小，反而加大了。国家监督抽查结果就是例证。2002年国家监督抽查7省市，16个企业，共48只称重传感器，合格18只，合格率37.5%。30只不合格产品来自10个企业，不合格原因全部是温度性能超差。更为严重的是在16个企业中，只有一个企业严格执行国家标准。如果变抽查为全面检查，合格率会更低。国家监督抽查结果真实的反应了我国称重传感器总体技术、工艺和管理水平。合格率低的主要原因是：质量意识差，不依法组织生产；对R60国际建议和国家标准不理解、不执行，错误的把0.02级与C3级等同起来；在利益驱使下改材料、换元件、减工艺，只求勉强合格或人为合格。我国称重传感器与工业发达国家处于市场引导地位企业产品的主要差距是：1、结构类型偏少，品种规格不全，特种用途产品奇缺；2、准确度等级较低，C3级成功率不高；3、稳定性和可靠性较差，返修率高，工作寿命低；4、产品标准化、工程化水平和企业产业化程度较低，产品技术指标的均一性差；5、外观质量虽有提高，但仍有较大差距；6、工艺装备、检测手段不够先进且不配套，生产工艺中手工操作、人为控制成份大，“作坊手艺”痕迹较深，人为因素对产品质量影响较大；7、创新产品和自主知识产权产品少，低水平重复产品多，贴牌加工、直接出口产品少；
企业没有核心竞争技术和产品，市场调查不够，市场响应速度太慢，造成无法与国际市场融合。总之，制造工艺差距最大，通常将制造工艺分为：1、支持工艺一一弹性体锻造、机械加工、热处理和表面处理等；2、基础工艺一一电阻应变计、应变粘结剂、电路补偿元器件和防护密封材料等；3、核心工艺一一电阻应变计粘贴与固化、零点与灵敏度智能温度补偿和防护与密封等；4、特殊工艺一一热处理法时效工艺和机械法稳定处理工艺等。5、其中基础工艺和特殊工艺差距最大。生产企业有三种类型：其一设计、生产、组装各种家用电子秤；其二为家用电子秤生产厂配套生产各种称重传感器（或自己生产电阻应变计，或外购电阻应变计）；其三只生产家用电子秤称重传感器用电阻应变计。这三种类型的生产厂家已达60多个。据国家海关统计2003年家用电子秤出口量3860多万台，出口值1.47亿美元，并以每年30% 的速度增长。当时预计2004年家用电子秤出口量5000多万台，出口值2亿多美元。以此出口量计算，2004年共生产家用电子秤称重传感器共1.2亿只，与其配套的电阻应变计（以单轴片计算）约4.8亿片。
应变式称重传感器发展动向
编辑
语音
国际上主要有两种发展途径：以美国为代表的先军工后民用，先提高后普及的途径和以日本为代表的实用化商品化，先普及后提高的途径。我国应属于后者，尽管军工部门研究应用较早，但并未转为民用，快速发展和普及还是在近20年。是关键时期，急需提高我国称重传感器的总体技术、工艺和质量水平。国际称重传感器技术的发展动向是，把称重传感器的准确度、稳定性和可靠性作为极其重要的质量指标，把制造技术和制造工艺作为核心竞争力，紧紧抓住称重传感器的特性问题、生产问题和应用问题进行基础研究、工艺研究和应用研究，其研究方向和特点是：（1）在产品结构设计与制造工艺中，吸取了工程化产品设计中的计算机拟实技术和虚拟技术，加快开发速度，减少开发风险；（2）在弹性体加工中，从单元加工技术发展到集成化加工技术；从刚性制造发展到柔性制造；从简单化经验判断发展到智能化定量分析。普遍采用柔性制造单元和柔性制造系统；（3）生产工艺已不是传统关念中的“作坊手艺”，而是技术与管理相结合的一项系统工程。为适应多品种、大批量生产，保证产品技术性能的均一性，生产工艺必须向尽量减少手工操作、人为控制，增加半自动化和自动化工序方向发展。例如：采用计算机控制，人机一体化工艺系统和测试技术网络化信息系统等；（4）与稳定性和可靠性有关的稳定处理工艺在高温处理，低温深冷，脉动疲劳，超载静压等方法的基础上，又研究出振动时效、共振时效新工艺，共振10分钟，可消除绝大部分残余应力。在上述设计与制造技术支持下，称重传感器的品种和结构又有创新，技术功能和应用范围不断扩大，主要成果有：（1）美国Revere公司研制出PUS型具有大气压力补偿功能的拉压两用的称重传感器，用于高准确度检验平台，称重平台，准确度可达5000d；（2）德国HBM公司研制成功C2A、C16A两种不同结构的1一100t具有“耐压外壳”保护的防爆称重传感器，其防爆性能符合欧洲EN和EN“d”级标准；（3）美国斯凯梅公司研制出新一代高准确度不锈钢F60X系列5一5000kg称重传感器，准确度6000d。用于湿度大，腐蚀性强的环境中，而且防水；（4）德国塞特内尔公司研制出以铍青铜为弹性体材料，快速称重用200型称重传感器。其特点是线性好，固有频率高，动态响应快。独创油阻尼装置与过载保护装置一体化，保证称量时速度快，工作寿命长。组装3一30kg电子平台秤，准确度可达4000d；（5）美国THI公司研制的1410型5一30kg铝合金称重传感器，准确度等级优于C3级，可承受离心力和机械振动，内装特制的粘性阻尼器，保证称量时有较快的稳定时间，一般低于50ms；（6）美国VT一BLH公司开发出新式称重模块，具有合理的组件化功能和极高的称重效率，出厂后“即插即用”，可自动调节位置，不受搅拌，偏心和振动影响。仅以上几例，足以代表了新产品的开发方向，体现了技术的先导性，工艺的先进性。就技术含量而言，有高准确度（4000d一6000d）称重传感器制造技术；大气压力补偿技术；用于快速、动态测量称重传感器的粘性阻尼器快速稳定技术；隔爆型耐压外壳的设计与制造技术；组件化新式模块设计技术等。
应变式称重传感器的发展趋势，可用“四化”来概括，即设计技术虚拟化，制造技术柔性化，生产工艺网络化，企业管理信息化。设计技术虚拟化包括弹性体结构设计的拟实技术和工艺设计的虚拟技术。结构设计的拟实技术是指面向弹性体的结构和性能分析技术，包括动态仿真、动力学分析、强度和刚度有限单元法计算、敏感区应变大小与分布等，以达到优化设计的目的。工艺设计的虚拟技术是指面向弹性体生产过程的模拟和试验，检验弹性体的可加工性，加工方法和工艺的合理性，保证制造工艺最佳化。设计技术虚拟化的核心是有限单元计算和计算机动态仿真。通过仿真软件来模拟真实受载情况，发现并及时处理设计和工艺缺陷或错误，以确保结构设计和生产工艺的合理性。制造技术柔性化是指在多品种、大批量生产的弹性体加工中，纳入先进的制造技术：柔性制造单元（FMC）、柔性制造系统（FMS）和计算机集成制造系统。它是计算机技术、信息技术、自动控制技术等与传统的制造技术相结合形成的全新的制造系统。生产工艺网络化是指在生产工艺全过程中，通过通讯线路和设备把各生产工序具有独立操作和控制功能的计算机系统相互连接起来，在网络软件管理下，实现信息的收集、存储和处理。与传统的“作坊手艺”生产工艺相比，大大的减少了手工操作，最大限度的排除了人为因素对产品质量的影响。企业管理信息化是指按计算机处理的要求，依据结构化系统分析和设计方法，建立企业信息系统，实现企业管理全面现代化。包括CAD、CAM系统，生产管理系统，商务决策系统和经营管理系统等。
应变式称重传感器研发重点
编辑
语音
1、快速、低速动态和动态称重传感器及其阻尼技术；2、多功能、多分量称重传感器及其测试方法；3、微小和超大量程称重传感器；4、防爆、耐压、耐腐蚀等称重传感器；5、偏心载荷测量及车载秤用称重传感器；6、大阻值低功耗高精度电阻应变计研制等。
应变式称重传感器发展趋势
编辑
语音
应变式称重传感器小型化
是指称重传感器总体结构体积小、高度低、重量轻，即小、薄、轻。例如：30t、60t弯曲环式结构，其外形尺寸分别为外径120mm和150mm，高度只有50mm和60mm。
应变式称重传感器集成化
有结构集成和功能集成两种形式。结构集成是指弹性体与秤体合二为一的新型结构，例如：称重板、称重轨、称重钩、称重环等。功能集成是指将重量信息采集、放大、变换、传输、处理和显示都集于一体的称重传感器，例如：将敏感元件（弹性体）、转换元件（电阻应变计）、信号处理电路和称重显示控制都集于一体的轮辐式称重传感器，其数字显示位置就在传统轮辐式称重传感器的接线盒处，通常称为轮辐式称重仪。
应变式称重传感器多功能化
是指称重传感器本身除具有检测重量信息的功能外，还能同时检测其它信息。例如：电子吊秤用称重传感器在检测重量信息的同时还可检测加速度信息；汽车检测平台用称重传感器，可同时检测垂直方向的重量信息和水平方向的侧向载荷，即多分力测量。
应变式称重传感器智能化
是由于模拟式称重传感器输出信号小，抗干扰能力差，传输距离短，称重显示控制仪复杂，组秤调试周期长，根本不适应数字式智能电子衡器的发展。称重传感器的智能化就是研制新型数字式智能称重传感器。有两种结构：整体型一一在称重传感器内部增加放大、滤波、A/D转换器、微处理器、温度传感器等数字处理电路，利用数字补偿技术与工艺实现各项补偿。分离型一--将整体型数字式智能称重传感器内的数字电路置于外部接线盒内，称为数字模盒。将普通模拟式称重传感器接入数字模盒，就可变模拟输出为数字输出，通常将其称为分离型数字称重传感器系统。
应变式称重传感器数字式特点
编辑
语音
1、输出信号大，抗干扰能力强，传输距离远，信噪比高；
2、通过数字补偿电路和数字补偿工艺，可进行线性、滞后、蠕变等补偿，改善了性能； 3、输出信号规格化；4、内装温度
[3]
传感器，通过补偿软件可进行实时温度补偿，稳定性好；5、各数字式智能称重传感器的地址可调，便于应用与互换。什么是智能传感器，在各国相关杂志上讨论多年，20世纪90年代中期才有比较一致的看法：把凡具有一种或多种敏感功能，能够完成信号探测和处理、逻辑判断、双向通讯、自检、自校、自补偿、自诊断和计算等全部或部分功能的器件叫做智能传感器。它可以是集成的，也可以是分离件组装的。数字式智能称重传感器完全符合此定义。今后一个时期，智能化数字补偿技术和工艺还需进一步完善和提高。
[4]
词条图册
更多图册
解读词条背后的知识
丽景称重传感器
天津市丽景微电子设备有限公司官方帐号,科技领域创作者
使用应变式称重传感器进行精准称重
为什么选择应变式称重传感器应变式称重传感器是工业称重和力测量的主要设备，将提供高精度、高稳定的称重。应变式称重传感器在灵敏度和响应能力方面不断改进，使这些产品成为各种工业称重和测试应用的首选。直接将仪表放置在机械部件上时，称重单元内的应变测量通常更方便且经济高效，并且能够轻...
2020-09-300
友声称重郭先生
专业介绍装载机电子秤，皮带秤等小知识
应变式称重传感器的技术优势！
随着称重传感器和数字测量仪器技术的不断发展，称重传感器已逐渐成为称重技术领域的新宠，称重传感器具有强大的现场适应性，称重传感器目前是称重技术领域的新宠，称重传感器的种类众多，今天我们来了解一下应变式称重传感器的相关知识！应变式称重传感器是一种称重传感器的一种分支，但是我们很...
2020-07-220
常州瑞尔特测控传感器
常州瑞尔特测控专业定制各类测力称重传感器
电阻应变式称重传感器工作原理
电阻应变式称重传感器 一、工作原理和构成 电阻应变式称重传感器之所以能作为质量一电量的转换元件，是基于金属丝在受拉或受压后会发生弹性变形，其电阻值也随之产生相应的变化这一物理特性实现的。当电阻应变片的金属丝承受外力作用发生弹性变形时，它的长度L、截面积Js以及电阻率lD均会...
2019-10-080
参考资料
1.

镀镍石墨烯的微波吸收性能
．知网．2011-05-15[引用日期2016-12-03]
2.

大型汽轮发电机组四可倾瓦轴承负荷传感器研究
．中国知网．1998-04-20[引用日期2016-12-03]
3.

面向物联网的无线传感器网络综述
．知网．2013-01-15[引用日期2016-12-03]
4.

电阻应变式称重传感器原理
．应变式称重传感器[引用日期2014-09-29]

应变片称重传感器：应变片称重传感器

应变片称重传感器

第一章 摘要
应变片称重传感器信号调理电路设计，在分析重力传感器信号特性的基础上，通过电路设计，把重量变化引起的应变片电阻的变化，反应到电压的变化上。信号调理电路是那模拟信号变换为用于数据采集、控制过程、执行计算显示、处或其他目的的数字信号。此称重传感器信号调理电路应用了模块化设计，并通过仿真实验得出了较理想的仿真结果。
Multisim仿真结果表明：此电路设计能实时、准确的处理信号。且工作稳定、可靠、重复性好、抗干扰能力强，可实现精密测量的目的。
第二章 引言
随着科学技术的发展和自动化程度的提高，作为获取信息的传感器应用越来越广，
对高精度信号调理技术的要求也越来越高。传感器输出的信号往往存在非线性问题、滞后误差、蠕变、温漂等问题，因此它的信号通常不能被控制元件直接接收，信号调理电路就成为数据采集系统中不可缺少的一部分，并且其电路设计的优化程度直接关系到数据采集系统的精度和稳定性。
称重传感器信号检测的精度受到诸多因素的影响，其中电桥激励电压源的精度和稳定度是影响信号精确度的重要因素之一。由称重传感器的分析可知：电桥输出与激励电压成正比，使得激励电压出现任何漂移都将导致电桥输出出现相应的漂移。并且现场工

第1页下一页

应变片称重传感器：电子秤传感器与进口称重传感器

称重传感器是什么以及如何工作？
称重传感器技术的基础是将载荷（在地球重力场中对任何重物施加的力）转换为电信号。 大多数称重传感器都具有将机械应变转换为电阻变化的传感器。 在下面了解有关称重传感器的更多信息。 重物会施加由重力场产生的载荷，该载荷压迫称重传感器主体而导致变形，这就是应变。 称重传感器将应变转换为电阻变化，最后转换为电压输出。 该输出与应用的质量成正比。
称重传感器在需要精确测量的多种行业中使用。 称重传感器能够准确测量料罐、容器、料斗或输送机的重量。 称重传感器旨在满足各种严苛工业应用的要求。 称重传感器的容量差异很大。 有些称重传感器更适合实验室应用，某些则更适合高容量批次配料或物流应用。
称重传感器应符合所有全球必需的认证和标准的要求。 称重传感器包括电子称重传感器、模拟称重传感器和液压称重传感器，可用于将结构转换为秤。 称重传感器可用于平台秤、皮带秤、称重系统、托盘秤、检重秤和输送机秤。 梅特勒-托利多提供的称重传感器技术的特点是坚固耐用，还适用于恶劣环境。 此类称重传感器通常用于料罐秤、容器称重、料仓秤和汽车称重。
如何设计称重传感器？
辨别称重传感器时，首先看外形。 单点称重传感器适用于中小型应用。 应变式称重传感器适用于平台秤和中型料罐秤。 罐式称重传感器适用于高容量应用。 另一种对称重传感器的类型和应用进行区分的标准是提供的输出。 模拟称重传感器需要使用外部终端来执行放大和模数转换功能，而数字称重传感器或电子称重传感器具有内置“智能”，可提供更高精度、更可靠的数据传输，并且有可能监控称重传感器的状况以帮助维护。 所有称重传感器都具有不同的称重传感器价格，具体取决于所需性能。 不考虑设计和价格时，您可从梅特勒-托利多买到任何种类的称重传感器。
称重传感器的精度如何？
讨论称重传感器时，经常会将精度和分辨率混合在一起。 分辨率是指显示出的数位个数，但数位更多并不意味着精度就更高。 精度描述称重结果的真实度（称重传感器精度计算和称重传感器容量计算）。 符合贸易结算标准的称重传感器限制分辨率是合乎情理的，这样可避免对结果进行解释。 因此，精度的较佳基准是符合贸易结算标准。 称重传感器的精度通常为1/3,000d至1/10,000d（称重传感器规格中也列出了这些信息）。 使用磁力复位系统的称重传感器的精度可达1/200,000甚至更高。 在理想条件（包括恒温和恒湿）下，精度可达到原来的5-10倍。
但是，计算一个称重传感器的最终系统精度是相当复杂的。 需要考虑温度、时间、分辨率等许多影响。 建议向称重传感器制造商咨询。 称重组件选择器以专业方式提供这些计算值。
称重传感器出现故障的原因是什么？
称重传感器出现故障的原因有很多。 最常见的原因是模拟称重传感器系统中的接线盒。 如果此类模拟称重传感器出现故障，则故障排除工作可能很复杂，因为需要检查所有的称重传感器线缆、称重传感器和称重传感器接线盒。 数字称重传感器可提供诊断数据，无需执行这些操作并消除了许多其他故障原因。 通过处理数据，可确信系统已启动并在正常运行，当称重传感器出现故障时，系统将通知哪个称重传感器无响应。
称重传感器如何进行测量？
称重传感器可用于测量任何可能材料的重量（例如，使用50公斤、10吨、50吨、100吨或任何其他容量的称重传感器）。 从微克级到数百(100)吨的高容量，称重传感器的容量范围很广。 在制药应用中，几分之一克就会产生重大影响，因此，需要使用低容量称重传感器。 中等容量的称重传感器一般用于材料处理和贸易结算（例如，5吨称重传感器）。 高容量称重传感器用于存储应用。
如何连接称重传感器？
称重传感器可同时测量秤上的恒载和净载，因此，计算称重传感器容量时需要考虑这一点。 货品在秤上的放置方式也很重要。 对于给定应用，不建议使用比所需规格更高的称重传感器，因为精度会降低。 对于货品多数居中放置的秤（大多数料罐秤、料仓秤和容器秤均如此），公式为：
C >=sf*(TDL+SC)/N（例如，料罐秤）
对于货品可能不居中放置的带有四个称重传感器的秤（平台秤、小型汽车衡和输送机秤均如此），公式为：
C >=sf*(TDL/4 + SC/2)（例如，平台秤、小型汽车衡、输送机秤）
C=LC或称重模块容量
TDL=总恒载
SC=秤量程
sf=安全系数（通常为1.25）
N=称重传感器或称重模块的数量
有关更复杂的系统，请向专业人员咨询。
有关详细信息，请参阅称重模块系统工程手册中有关工程的主题。
如何安装称重传感器？
使用称重传感器时的一个常见问题是选择错误的防护方式。 称重传感器对于湿度非常敏感，并且需要定期冲洗。 虽然声称防护等级很高，但该防护对于湿热无益。 对于高湿度和温度突变（低温环境下进行高温冲洗），建议始终选择不锈钢密封型称重传感器。 因此，购买称重传感器时需要考虑不同参数。
称重传感器系统的校准成本常被低估。 如果您的质量体系要求对此类称重系统进行定期校准，请向梅特勒-托利多咨询最高效的方法。 符合ISO9001标准的方法需要使用可追溯到国际标准的独立校准设备。 在任何情况下，都不能假定校准从未变化且称重传感器根本不需要重新校准。 校准更大的料罐秤的高效方法是使用RapidCal?。
安装称重传感器对精度的影响常被低估。 在任何情况下，都建议使用屏蔽电缆，因为称重传感器信号的电压非常低，容易受到干扰。 选择尽可能短的电缆，因为铜的电阻会随温度变化，而电缆电阻越低越好。
称重传感器的集成通常非常复杂，需要工程知识。 称重模块高度集成，为称重传感器提供安全性和理想的负载状况。 请参阅详细信息，了解如何选择合适的称重模块并找到合适的在售称重传感器。
称重传感器与应变片有何区别？
应变片是称重传感器的组件。 称重传感器是将负载转换为压力的反作用力。 该压力被称重传感器吸收，将其电阻的变化转换为可测量的电量，并报告为称重结果。 无论是容量为10吨还是100吨的称重传感器，原理都是如此。
称重传感器的目的是什么？
称重传感器可测量力，可惜不是理想的重物。 这就引出一个事实，即称重传感器中任何其他偶然产生的垂直力都会对精度产生直接影响。 一般情况下，包括容器中的管道应力、碎屑收集等操作中与地面接触、称重传感器和小容量系统中的电缆触碰、垂直振动等。 咨询专家可避免系统中出现这些问题，并找到合适的称重传感器进行订购。
称重传感器的灵敏度是什么？
称重传感器的灵敏度通常至关重要。 更新速率越高，灌装过程就越准确。 批次配料系统也是如此，在该系统中，称重传感器的测量灵敏度越高，配方就更易于修复。 与灵敏度相关的成本很少，但能引发巨大差别。
称重传感器的输出内容是什么？ 如何计算称重传感器的输出？
大多数称重传感器提供2-3 mV/V的模拟输出。 由于这些传感器是无源装置，因此，需要外部电源来激励。 输出信号会随相关激励电压和电流负载的不同而变化。 因此，使用非常稳定的激励电源以避免电源效应至关重要。 使用10V输出供电时，2mV/V称重传感器在满载情况下的输出只有20mV。 新型终端（称重传感器显示器）不仅提供稳定电源，而且对输出信号进行准确放大以将结果转换为数字信息。 执行正确的称重传感器绕线对于输出信号非常重要。
称重传感器的激励电压是什么？
称重传感器是无源装置，需要外部电源来激励。 电压与该激励电源相关，会根据电流负载不同而变化，从而导致错误。 因此，使用非常稳定的激励电源至关重要，这样可避免电源导致的错误。 新型终端提供了一个稳定电源，可准确放大较小的输出信号，并将结果转换为数字信息。
什么是液压称重传感器？
液压称重传感器利用的是加载密封液体后压力变化的原理。 压力变化通过压力传感器来测量。 液压称重传感器不是非常准确，目前不太常见。 在电子元件不够准确的时代，它们的强健性是一大优势，但这一切早已过去。
称重传感器是否保持线性？
一般情况下，称重传感器的线性度非常高，可达0.03%甚至更高。 目前，校准秤时，主要是只在零点和最大跨距点处进行校准，指示出两点中间的范围是线性的。
需要使用多少个称重传感器？ 对于3或4个支脚的料罐秤，1或2个称重传感器是否足够？
对于液位控制系统，可以使用数量比料罐支脚少的称重传感器。 关键是确保系统重心不会随负载发生水平偏移。 此类系统的精度可能不够理想。 请勿使用此类系统来处理散装材料。
PT1000或PT100电子元件能否与模拟称重传感器配套使用？
模拟称重传感器具有mV/V接口，与PT100、PT1000这样的无源温度传感器不同，因此，需要使用专用电子元件。
如何校准称重传感器？
称重传感器需要在使用位置进行校准。 现场校准的主要原因是重力会随位置不同而变化。 在位置A制造的称重传感器在位置B使用时，如果未经现场校准，将会导致错误。 现场校准很重要的另一个原因是设备本身的持续磨损，这是所有技术仪器都会遇到的问题。 根据精度在使用秤的流程中的重要程度，良好的做法是每1-2年对秤进行一次校准。
什么是数字称重传感器？ 数字称重传感器的工作原理是什么？
PowerMount?称重模块内的数字POWERCELL?称重传感器的特点是配有板载处理器，可提供状况监测功能并能够随环境变化立即做出调整。 POWERCELL?数字称重传感器可确保准确称重，而不受振动和温度的影响，帮助机器和设备制造商最大限度地提高客户的产出价值。
什么是称重设备的称重传感器？
称重设备的称重传感器在需要精确测量值的多种行业中使用。 称重设备的称重传感器能够准确测量料罐、容器、料斗或输送机的重量。 称重传感器技术旨在满足各种严苛工业应用的要求。 称重设备的称重传感器的容量范围很广。 有些称重传感器更适合实验室应用，而另一些则更适合高容量批次配料或物流应用。
称重设备的称重传感器应符合所有全球必需的认证和标准的要求。 其中包括梁式称重传感器，此类称重传感器能够将机械结构改造为秤。 梁式称重传感器可成组用于平台秤、皮带秤、称重系统、托盘秤、检重秤和传输带秤。 罐式/环式称重传感器技术的特点是非常强健，适用于恶劣环境。 此类称重传感器通常用于料罐秤、容器称重、料仓秤和车辆称重。