称重传感器是一种能够将质量、重量或测力信号转换为可测量电信号的装置。它的工作原理主要涉及敏感元件、变换元件和测量元件。以下是称重传感器的主要构成部分:
敏感元件:直接感受被测量的质量,并将其转换为其他可测量的量。例如,电阻应变式称重传感器的弹性体将质量转变为形变,而电容式称重传感器的弹性体则将质量转变为位移。
变换元件:将敏感元件的输出转换为便于测量的信号。例如,电阻应变式称重传感器的电阻应变计(或称电阻应变片)将弹性体的形变转换为电阻量的变化,而电容式称重传感器的电容器则将弹性体的位移转换为电容量的变化。
测量元件:将变换元件的输出转换为电信号,方便进一步传输、处理、显示、记录或控制。例如,电阻应变式称重传感器中的电桥电路,以及压电式称重传感器的电荷前置放大器。
辅助电源:为传感器的电信号输出提供能量。一般称重传感器需要外部电源才能工作。因此,产品必须标明供电要求,但辅助电源本身并不作为称重传感器的一部分。有些传感器,如磁电式速度传感器,由于输出能量较大,因此不需要辅助电源也能正常工作。
称重传感器的类型多种多样,按结构分为S型、悬臂型、轮辐式、板环式、膜盒式、桥式和柱筒式等样式。按转换方法则可分为光电式、液压式、电磁力式、电容式、磁极变形式、振动式、陀螺仪式和电阻应变式等8类,其中电阻应变式使用最为广泛。
电阻应变式称重传感器的工作原理是:弹性体(弹性元件,敏感梁)在外力作用下产生弹性变形,导致粘贴在其表面的电阻应变片(转换元件)也随之变形。电阻应变片变形后,其阻值发生变化(增大或减小),再经过相应的测量电路处理,即可得到与被测质量成比例的电信号输出。
称重传感器广泛应用于各种称重设备中,如电子秤、地磅、吊钩秤等。它不仅在工业生产中起到关键作用,还在物流、仓储、零售等多个领域发挥着重要作用。正确选择和使用称重传感器对于确保衡器的可靠性和安全性至关重要。