稱(chēng)重傳感器的種類(lèi)

稱(chēng)重傳感器按轉(zhuǎn)換方法分為電阻應(yīng)變式、光電式、壓磁式、壓電式、液壓式、電容式、振動(dòng)式、陀螺儀式等等，其中以電阻應(yīng)變式傳感器使用最廣。

電阻應(yīng)變式稱(chēng)重傳感器

是將電阻應(yīng)變計(jì)粘貼在彈性體上，單彈性體受外力作用產(chǎn)生形變時(shí)，電阻應(yīng)變計(jì)將該形變轉(zhuǎn)換成電量輸出，通過(guò)相應(yīng)的測(cè)量?jī)x表檢測(cè)出這個(gè)與外加重量成一定比例關(guān)系的電量，從而測(cè)出質(zhì)量。

電阻應(yīng)變式稱(chēng)重傳感器的稱(chēng)量范圍為300g至數(shù)千kg，計(jì)量準(zhǔn)確度達(dá)1/1000～1/10000，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，可靠性較好。大部分電子衡器均使用此稱(chēng)重傳感器。

光電式稱(chēng)重傳感器

包括光柵式和碼盤(pán)式兩種。

光柵式傳感器利用光柵形成的莫爾條紋把角位移轉(zhuǎn)換成光電信號(hào)。光柵有兩塊，一為固定光柵，另一為裝在表盤(pán)軸上的移動(dòng)光柵。加在承重臺(tái)上的被測(cè)物通過(guò)傳力杠桿系統(tǒng)使表盤(pán)軸旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)移動(dòng)光柵轉(zhuǎn)動(dòng)，使莫爾條紋也隨之移動(dòng)。利用光電管、轉(zhuǎn)換電路和顯示儀表，即可計(jì)算出移過(guò)的莫爾條紋數(shù)量，測(cè)出光柵轉(zhuǎn)動(dòng)角的大小，從而確定和讀出被測(cè)物質(zhì)量。

碼盤(pán)式傳感器的碼盤(pán)是一塊裝在表盤(pán)軸上的透明玻璃，上面帶有按一定編碼方法編定的黑白相間的代碼。加在承重臺(tái)上的被測(cè)物通過(guò)傳力杠桿使表盤(pán)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，碼盤(pán)也隨之轉(zhuǎn)過(guò)一定角度。光電池將透過(guò)碼盤(pán)接受光信號(hào)并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后由電路進(jìn)行數(shù)字處理，最后在顯示器上顯示出代表被測(cè)質(zhì)量的數(shù)字。光電式傳感器曾主要用在機(jī)電結(jié)合秤上。

壓磁式稱(chēng)重傳感器

是利用鐵磁物質(zhì)在外加質(zhì)量的作用下，鐵磁材料的磁導(dǎo)系數(shù)和磁阻的改變，從而使繞在鐵芯上的線圈阻抗變化，線圈阻抗的變化與質(zhì)量成一定比例關(guān)系，因此檢出線圈阻抗的變化，便可求的質(zhì)量。

壓電式稱(chēng)重傳感器

是利用某些晶體介質(zhì)在受一定方向外加質(zhì)量作用時(shí)，引起內(nèi)部正負(fù)電荷的相對(duì)轉(zhuǎn)移，從而使晶體兩端表面上出現(xiàn)符合相反的束縛電荷，其電荷密度與質(zhì)量成正比關(guān)系。

液壓式稱(chēng)重傳感器

在受被測(cè)物重力P作用時(shí)，液壓油的壓力增大，增大的程度和P成正比。測(cè)出壓力的增大值，即可確定被測(cè)物的質(zhì)量。液壓式稱(chēng)重傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而牢固，測(cè)量范圍大，但準(zhǔn)確度一般不超過(guò)1/100。

電容式稱(chēng)重傳感器

它是通過(guò)彈性體將物體質(zhì)量轉(zhuǎn)換成位移，從而引起電容和電感的改變，利用電容器振蕩電路的振蕩頻率f和極板間距d 的正比例關(guān)系工作。極板有兩塊，一塊固定不動(dòng)，另一塊可移動(dòng)。在承重臺(tái)加載被測(cè)物時(shí)，板簧撓曲，兩極板之間的距離發(fā)生變化，電路的振蕩頻率也隨之變化。測(cè)出頻率的變化即可求出承重臺(tái)上被測(cè)物的質(zhì)量。電容式稱(chēng)重傳感器耗電量少，造價(jià)低，準(zhǔn)確度為1/200～1/500。

振動(dòng)式稱(chēng)重傳感器

金屬絲或金屬膜片的固有振動(dòng)頻率不僅與其幾何尺寸、材料、密度有關(guān)，而且還與內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)。當(dāng)它們的幾何尺寸、材料、密度一定時(shí)，外加的質(zhì)量可以改變它們的內(nèi)部應(yīng)力，因而其振動(dòng)頻率也就相應(yīng)改變，利用振頻測(cè)量?jī)x器測(cè)出頻率的變化量，即可求得質(zhì)量。振動(dòng)式稱(chēng)重傳感器有振弦式和音叉式兩種。

振弦式稱(chēng)重傳感器的彈性元件是弦絲。當(dāng)承重臺(tái)上加有被測(cè)物時(shí)，V形弦絲的交點(diǎn)被拉向下，且左弦的拉力增大，右弦的拉力減小。兩根弦的固有頻率發(fā)生不同的變化。求出兩根弦的頻率之差，即可求出被測(cè)物的質(zhì)量。振弦式傳感器的準(zhǔn)確度較高，可達(dá) 1/1000～1/10000，稱(chēng)量范圍為100克至幾百千克，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工難度大，造價(jià)高。

音叉式稱(chēng)重傳感器的彈性元件是音叉。音叉端部固定有壓電元件，它以音叉的固有頻率振蕩，并可測(cè)出振蕩頻率。當(dāng)承重臺(tái)上加有被測(cè)物時(shí)，音叉拉伸方向受力而固有頻率增加，增加的程度和施加力的平方根成正比。測(cè)出固有頻率的變化，即可求出重物施加于音叉上的力，進(jìn)而求出重物質(zhì)量。音叉式稱(chēng)重傳感器耗電量小，計(jì)量準(zhǔn)確度高達(dá)1/10000～1/200000，稱(chēng)量范圍為500g～10kg。

陀螺儀式稱(chēng)重傳感器

是利用陀螺進(jìn)動(dòng)特性和力矩效應(yīng)工作的，是近幾年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型的稱(chēng)重傳感器，其特點(diǎn)是作用力方向上無(wú)位移，不存在靜平衡問(wèn)題以及彈性應(yīng)變中的貯能和恢復(fù)問(wèn)題。因而無(wú)滯后，剛性大，線性好，響應(yīng)快，分辨率高，穩(wěn)定性好，抗干擾能力強(qiáng)。由于是直接數(shù)字輸出，沒(méi)有模數(shù)轉(zhuǎn)換問(wèn)題，因而陀螺式稱(chēng)重傳感器引人注目。

轉(zhuǎn)子裝在內(nèi)框架中，以角速度ω繞X軸穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)。內(nèi)框架經(jīng)軸承和外框架聯(lián)接，并可繞水平軸 Y 傾斜轉(zhuǎn)動(dòng)。外框架經(jīng)萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)和機(jī)座聯(lián)接，并可繞垂直軸Z 旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子軸 (X軸)在未受外力作用時(shí)保持水平狀態(tài)。轉(zhuǎn)子軸的一端在受到外力(P/2)作用時(shí)，產(chǎn)生傾斜而繞垂直軸Z 轉(zhuǎn)動(dòng)（進(jìn)動(dòng)）。進(jìn)動(dòng)角速度ω和外力P/2成正比，通過(guò)檢測(cè)頻率的方法測(cè)出ω，即可求出外力大小，進(jìn)而求出產(chǎn)生此外力的被測(cè)物的質(zhì)量。