一、稱重傳感器的基本原理 

  彈性體（彈性元件，敏感梁）在外力作用下產(chǎn)生彈性變形，使粘貼在其表面的電阻應(yīng)變片（轉(zhuǎn)換元件）同時產(chǎn)生變形。電阻應(yīng)變片變形后，其阻值將發(fā)生變化（增大或減小），再經(jīng)相應(yīng)的測量電路把這一電阻變化轉(zhuǎn)換為電信號，從而完成了將外力變換為電信號的過程。 

  由此可見，電阻應(yīng)變片、彈性體和檢測電路是電阻應(yīng)變式稱重傳感器中不可缺少的幾個主要部分。

 下面就這三方面簡要論述。 

1、電阻應(yīng)變片 

  電阻應(yīng)變片是把一根電阻絲機械地分布在一塊有機材料制成的基底上。電阻應(yīng)變片的一個重要參數(shù)是靈敏系數(shù)K。當其兩端受F力作用時，將會伸長，也就是說產(chǎn)生變形。伸長時，其橫截面積則縮小，截面圓半徑則減少。電阻應(yīng)變片的電阻變化率（電阻相對變化）和電阻絲伸長率（長度相對變化）之間成比例的關(guān)系。 

需要說明的是：靈敏度系數(shù)K是由制作金屬電阻絲材料的性質(zhì)決定的一個常數(shù)，與應(yīng)變片的形狀、尺寸大小無關(guān)。不同的材料的K值一般在1.7—3.6之間。其次K值是一個無因次量，沒有量綱。 

  在材料力學中ΔL/L稱作為應(yīng)變，記作ε，用它來表示彈性往往顯得太大，很不方便，常常把它的百萬分之一作為單位，記作με。 

2、彈性體 

  彈性體是一個有特殊形狀的結(jié)構(gòu)件。其功能有兩個，首先承受稱重傳感器所受的外力，對外力產(chǎn)生反作用力，達到相對靜平衡；其次，提供一個高品質(zhì)的應(yīng)變場（區(qū)），使粘貼在此區(qū)的電阻應(yīng)變片比較理想地完成電信號的轉(zhuǎn)換任務(wù)。

3、檢測電路 

  檢測電路的功能是把電阻應(yīng)變片的阻值變化轉(zhuǎn)變成為電壓輸出。因為惠斯登電橋具有很多優(yōu)點，如可以抑制溫度變化的影響，可以抑制側(cè)向力干擾，可以比較方便地解決稱重傳感器的補償問題等，所以惠斯登電橋在稱重傳感器中得到了廣泛的應(yīng)用。 

  稱重傳感器均采用全橋式等臂電橋，主要是因為全橋式等臂電橋的靈敏度最高，各臂參數(shù)一致，各種干擾的影響容易相互抵消。 

二、如何選用稱重傳感器 

  稱重傳感器被喻為電子衡器的心臟，它的性能在很大程度上決定了電子衡器的準確度和穩(wěn)定性。在設(shè)計電子衡器時，經(jīng)常要遇到如何選用傳感器的問題。 

  稱重傳感器實際上是一種將質(zhì)量信號轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y量的電信號輸出的裝置。傳感器所處的實際工作環(huán)境，正確選用傳感器至關(guān)重要，它關(guān)系到傳感器能否正常工作以及它的安全和使用壽命，乃至整個衡器的可靠性和安全性。 

  傳感器量程的選擇可依據(jù)秤的最大稱量值、選用傳感器的個數(shù)、秤體的自重、可能產(chǎn)生的最大偏載及動載等因素綜合評價來確定。一般來說，傳感器的量程越接近分配到每個傳感器的載荷，其稱量的準確度就越高。但在實際使用時，由于加在傳感器上的載荷除被稱物體外，還存在秤體自重、皮重、偏載及振動沖擊等載荷，因此選用傳感器量程時，要考慮諸多方面的因素，保證傳感器的安全和壽命。 

  根據(jù)經(jīng)驗，一般應(yīng)使傳感器在其30%～70%量程內(nèi)工作。但對于一些在使用過程中存在較大沖擊力的衡器，如動態(tài)軌道衡、動態(tài)汽車衡、鋼材秤等，在選用傳感器時，一般要擴大其量程，使傳感器在其量程的20%～30%之內(nèi)工作，使傳感器的稱量儲備量程增大，以保證傳感器的使用安全和壽命。傳感器型式的選擇主要取決于稱量的類型和安裝空間，保證安裝合適，稱量安全可靠；另一方面，要考慮傳感器生產(chǎn)廠家的建議。廠家一般會根據(jù)傳感器的受力情況、性能指標、安裝形式、結(jié)構(gòu)型式、彈性體的材質(zhì)等特點規(guī)定傳感器的適用范圍，比如鋁式懸臂梁傳感器適用于計價秤、平臺秤、案秤等，鋼式懸臂梁傳感器適用于料斗秤、電子皮帶秤、分選秤等，鋼質(zhì)橋式傳感器適用于軌道衡、汽車衡、天車秤等，柱式傳感器適用于汽車衡、動態(tài)軌道衡、大噸位料斗秤等。 

  此外，選用的傳感器須滿足儀表輸入靈敏度的要求，須能夠與所選儀表匹配，滿足整臺電子秤準確度的要求。一臺電子秤主要是由機械機構(gòu)、傳感器、儀表三部分組成，在對傳感器準確度選擇的時候，應(yīng)使傳感器的準確度略高于理論計算值，因為理論往往受到客觀條件的限制，如機械結(jié)構(gòu)的強度、儀表的性能、秤的工作環(huán)境惡劣程度等因素都直接影響到秤的準確度。因此要從各方面提高要求，兼顧經(jīng)濟效益，確保達到目的。 

三、稱重傳感器的分類 

A.  按受力方式分為：

   壓式 、拉式、拉壓式、梁式 

B.  按彈性體材料分為：

   不銹鋼：主要應(yīng)用在食品、化工、醫(yī)藥等有腐蝕性環(huán)境的場所； 

   合金鋼：腐蝕性環(huán)境場所； 

   鋁合金：一般使用在量程小、價格低的市場。 

C.  按輸出數(shù)據(jù)類別分 

   模擬傳感器：輸出為模擬量信號； 

   數(shù)字傳感器：輸出為數(shù)字編碼。 

D.  按適用溫度分 

   常溫：使用在常規(guī)場所，對溫度沒有特殊要求； 

   高溫：使用在冶金、核電等溫度較高（一般在100℃以上）的環(huán)境； 

E.  按精度 

   可查閱GB/T7551-1997《稱重傳感器》 

F.  按外型結(jié)構(gòu)分 

   柱式、S型、輪輻式、梁式、單點式等 

四、稱重傳感器的基本應(yīng)用 

  稱重傳感器主要應(yīng)用在各種電子衡器、工業(yè)控制領(lǐng)域、在線控制、安全過載報警、材料試驗機等領(lǐng)域。如電子汽車衡、電子臺秤、電子叉車、動態(tài)軸重秤、電子吊鉤秤、電子計價秤、電子鋼材秤、電子軌道衡、料斗秤、配料秤、罐裝秤等。