称重传感器服务手册

称重传感器

Load cell

技 术 服 务 手 册

（2008-06）

目 录

第一章 称重传感器的概述

第二章 电阻应变式称重传感器工作原理 第三章 称重传感器的补偿

第四章 称重传感器的常用技术参数 第五章 称 重传感器选用的一般规则 第六章 如何使用称重传感器 第七章 称重传感器的故障分析 第八章 接线盒

第九章 称重模块安装指南

第十章 电子轨道衡基本知识及常用传感器介绍 第十一章 电子汽车衡基础施工说明 第十二章 串口通信基本接线方法 第十三章 衡器计量

第十四章 称重传感器防护等级的相关知识 第十五章 防浪涌\防雷称重测力传感器和防雷知识 第十六章 防爆称重测力传感器和防爆知识 第十七章 汽车轴（轮）荷检测 第十八章 称重管理软件 附 录 1 -6

第一章 称重传感器的概述

一、什么是传感器

传感器是将被测的某一物理量（或信号）按一定的规律转换为与其对应的另一种（或同种）物理量（或信号）输出的装置。 被测物理量 传感器 输出物理量 二、传感器发展方向 1. 高精度、高灵敏度；

2. 高可靠性、宽温度范围、抗干扰强； 3. 微型化（小尺寸、重量轻）和高强度； 4. 微功耗及无源化；

5. 智能化、数字化、高响应速率； 6. 互换性好，成本低，安全无污染方向；

7. 抗环境影响(热、振动、酸、碱、水、空气)能力强方向 8. 仿生传感器：将传感器的功能与人类5大感觉器官相比拟：

1) 光敏——视觉； 2) 声敏——听觉； 3) 气敏——嗅觉； 4) 化学——味觉； 5) 压敏、温敏、流体传感器——触觉

在称重传感器主要技术指标的基本概念和评价方法上，新旧国标有质的差异。

传统概念上，负荷传感器是称重传感器、测力传感器的统称，用单项参数评价它的计量特性。旧国标将应用对象和使用环境条件完全不同的“称重”和“测力”两种传感器合二为一来考虑，对试验和评价方法未给予区分。旧国标共有21项指标，均在常温下进行试验；并用非线性、滞后误差、重复性误差、蠕变、零点温度附加误差以及额定输出温度附加误差6项指标中的最大误差，来确定称重传感器准确度等级，分别用0.02、0.03、0.05...1.0表示。

衡器上使用的一种力传感器。它能将作用在被测物体上的重力按一定比例转换成可计量的输出信号。考虑到不同使用地点的重力加速度和空气浮力对转换的影响，称重传感器的性能指标主要有线性误差、滞后误差、重复性误差、蠕变、零点温度特性和灵敏度温度特性等。在各种衡器和质量计量系统中，通常用综合误差带来综合控制传感器准确度，并将综合误差带与衡器误差带联系起来，以便选用对应于某一准确度衡器的称重传感器。国际法制计量组织(OIML)规定，传感器的误差带δ占衡器误差带Δ的70％，称重传感器的线性误差、滞后误差以及在规定温度范围内由于温度对灵敏度的影响所引起的误差等的总和不能超过误差带δ。这就允许制造厂对构成计量总误差的各个分量进行调整，从而获得期望的准确度。 称重传感器按转换方法分为光电式、液压式、电磁力式、电容式、磁极变形式、振动式、陀螺仪式、电阴应变式等8类，以电阻应变式使用最广。

电阻应变式传感器：利用电阻应变片变形时其电阻也随之改变的原理工作。主要由弹性元件、电阻应变片、测量电路和传输电缆4部分组成。电阻应变片贴在弹性元件上，弹性元件受力变形时，其上的应变片随之变形，并导致电阻改变。测量电路测出应变片电阻的变化并变换为与外力大小成比例的电信号输出。电信号经处理后以数字形式显示出被测物的质量。

电阻应变式传感器的称量范围为300g至数吨，计量准确度达1/1000～1/10000，结构较简单，可靠性较好。大部分电子衡器均使用此传感器。

第二章 电阻应变式称重传感器工作原理

一、称重传感器的基本知识

1. 定义：GB/T7551-1997《称重传感器》

考虑到使用地点的重力加速度（g）和空气浮力（f）的影响后，通过把其中一种被测量（质量）转换成另外一种被测量（输出）来测量质量的力传感器。

2. 组成

敏感元件+传感元件+测量电路

其中：敏感元件——电阻应变计； 传感元件——弹性体； 测量电路——惠斯登电桥 二、电阻应变式传感器的工作原理

以金属材料为转换元件的电阻应变计，其转换原理是基于金属电阻丝的电阻——应变效应。 所谓应变效应是指金属导体（电阻丝）的电阻值随变形（伸长或缩短）而发生改变的一种物理现象。如图所示：

1）受力前（F=0）电阻值 R=ρL/S （1） 2）受力后（F＞0）电阻变化值 ⊿R=R*Kε （2）

结论：金属丝拉伸，电阻值增加； 金属丝压缩，电阻值减小。 3）几种常见的电阻应变计外形

4）电阻应变计的组成部分

5）我公司常用应变计的阻值（Ω） 350；700；1000 三、称重传感器的工作原理

1. 两个典型的力学模型

当F＞0时，R1、R3被拉伸，阻值增大；R2、R4被压缩，阻值减小。 2. 惠斯顿电桥

在应变计的电测技术中，应用最广泛的测量电路是惠斯通电桥电路。测量电桥由于具有灵敏度高、测量范围宽、电路结构简单、精度高、容易实现温度补偿等优点，因此能很好地满足应变测量的要求。

电桥根据电源的性质分直流电桥和交流电桥两种，当Ui为直流时该电桥为直流电桥。电桥电路如上图所示，它的四个桥臂由R1、R2、R3、R4组成。 1) 直流电桥的电压输出

则输出电压UO是UBC与UAC之间的差，即 R1R3-R2R4

UO=UBC-UAC（R3+R4） （R1+R2）

由（3）可知，当桥臂电阻满足如下条件时，即

R1R3=R2R4 （4） 电桥的输出电压UO=0，电桥处于平衡状态。

为了保证测量的准确性，在实测之前应使电桥平衡（置零），这样输出电压只与应变计感受应变所引起的电阻变化有关。 2) 按上述力学模型解释： 当F=0时，R1R3=R2R4；U0=0；

当F＞0时，R1、R3增加，R2、R4减小，U0＞0。

若欲得到与上述电信号相反的结果时，只需将A与C（或B与D）之间的电源正、负极互换即可。 3) 当桥臂电阻的阻值发生变化时，电桥的输出电压也随着发生变化，当⊿R<<R时，其输出电压与电阻变化率⊿R/R（或应变ε）成线性关系。 四、称重传感器的分类 1按受力方式分类

2按弹性体材料分类

不锈钢：主要应用在食品、化工、医药等有腐蚀性环境的场所； 合金钢：适用于无腐蚀性或腐蚀性不强的环境场所； 铝合金：一般使用在小量程等商用衡器场所。 3按输出数据类别分类

模拟传感器：输出为模拟量信号，如电压、电流等； 数字传感器：输出信号为数字信号，如RS485。 4按适用温度分类

常温：使用在常规场所，对温度没有特殊要求； 高温（超高温）：使用在冶金、核电等温度较高的环境；

低温：使用在温度低于-30℃的场所，如冷冻试验。 5按准确度级别分类

根据传感器的综合性能分为A、B、C、D四个级别 6按结构分

1）柱式；2）剪切梁式；3）平行梁式；4）板环式；5）S型；6）弯曲梁式等 五、称重传感器的基本应用

主要应用在各种电子衡器、工业控制领域、在线控制计量、安全过载报警、材料实验机等领域。 1）、电子汽车衡；2）、电子台秤；3）、电子叉车秤；4）、 …… 此处隐藏：11570字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……