稱重傳感器的起源

　　在基于應(yīng)變儀的稱重傳感器成為工業(yè)稱重應(yīng)用的選擇方法之前，機(jī)械杠桿秤被廣泛使用。機(jī)械秤可以稱量從藥丸到有軌電車的所有重量，并且如果正確校準(zhǔn)和維護(hù)，則可以準(zhǔn)確，可靠地進(jìn)行稱重。操作方法可能涉及使用重量平衡機(jī)制或檢測機(jī)械杠桿產(chǎn)生的力。最早的預(yù)應(yīng)變計(jì)載荷傳感器包括液壓和氣動設(shè)計(jì)。

　　1843年，英國物理學(xué)家查爾斯·惠斯通爵士設(shè)計(jì)了一個橋路可以測量電阻。惠斯通電橋電路非常適合測量應(yīng)變計(jì)中發(fā)生的電阻變化。盡管在1940年代開發(fā)了第一個鍵合電阻絲應(yīng)變儀，但直到現(xiàn)代電子技術(shù)出現(xiàn)后，新技術(shù)才在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上變得可行。但是從那時起，應(yīng)變儀既作為機(jī)械標(biāo)尺組件又在獨(dú)立的稱重傳感器中大量使用。

　　如今，除了某些仍使用精密機(jī)械天平的實(shí)驗(yàn)室外，應(yīng)變計(jì)稱重傳感器在稱重行業(yè)中占主導(dǎo)地位。有時會在需要本質(zhì)安全和衛(wèi)生的地方使用氣動稱重傳感器，而液壓稱重傳感器由于不需要電源，因此被認(rèn)為位于偏遠(yuǎn)地區(qū)。應(yīng)變式稱重傳感器的滿量程精度在0.03％至0.25％之間，幾乎適用于所有工業(yè)應(yīng)用。

　　在對精度要求不高的應(yīng)用中，例如在散裝物料搬運(yùn)和卡車稱重中，機(jī)械平臺秤仍被廣泛使用。但是，即使在這些應(yīng)用中，由于機(jī)械杠桿與數(shù)字，基于計(jì)算機(jī)的儀表的內(nèi)在兼容性，通常也會通過稱重傳感器檢測到機(jī)械杠桿傳遞的力。

　　稱重傳感器如何工作？

　　稱重傳感器的設(shè)計(jì)可以根據(jù)生成的輸出信號的類型（氣動，液壓，電）或根據(jù)它們檢測重量的方式（彎曲，剪切，壓縮，拉力等）進(jìn)行區(qū)分。

　　液壓稱重傳感器

　　液壓單元是力平衡設(shè)備，可測量重量作為內(nèi)部填充液壓力的變化。在滾動隔膜式液壓稱重傳感器中，作用在裝載頭上的負(fù)載或力被傳遞到活塞，該活塞又壓縮被限制在彈性隔膜腔內(nèi)的填充液。

　　隨著力的增加，液壓流體的壓力升高。該壓力可以在本地指示或傳輸以進(jìn)行遠(yuǎn)程指示或控制。輸出是線性的，相對不受填充液量或溫度的影響。

　　如果稱重傳感器已正確安裝經(jīng)過校準(zhǔn)后，精度可以達(dá)到滿刻度的0.25％或更高，這對于大多數(shù)過程稱量應(yīng)用都是可以接受的。由于該傳感器沒有電氣組件，因此非常適合在危險區(qū)域中使用。

　　典型的液壓稱重傳感器應(yīng)用包括罐，箱和料斗稱重。為了獲得最大的精度，應(yīng)通過在每個支撐點(diǎn)放置一個稱重傳感器并對其輸出求和來獲得罐的重量。

　　氣動稱重傳感器

　　氣動稱重傳感器也根據(jù)力平衡原理運(yùn)行。與液壓設(shè)備相比，這些設(shè)備使用多個阻尼器腔室來提供更高的精度。在一些設(shè)計(jì)中，第一阻尼器室用作皮重室。

　　在清潔和安全性是首要考慮因素的行業(yè)中，氣動稱重傳感器通常用于測量相對較小的重量。

　　這種類型的稱重傳感器的優(yōu)點(diǎn)包括其固有的防爆性以及對溫度變化不敏感。此外，如果隔膜破裂，它們不包含可能污染過程的流體。缺點(diǎn)包括響應(yīng)速度相對較慢以及需要清潔，干燥，穩(wěn)定的空氣或氮?dú)狻?/p>

　　應(yīng)變計(jì)稱重傳感器

　　應(yīng)變儀力傳感器將作用在其上的負(fù)載轉(zhuǎn)換為電信號。量規(guī)本身粘結(jié)在梁或結(jié)構(gòu)構(gòu)件上，該梁或結(jié)構(gòu)構(gòu)件在施加重量時會變形。在大多數(shù)情況下，使用四個應(yīng)變儀來獲得最大的靈敏度和溫度補(bǔ)償。

　　如圖所示，兩個壓力計(jì)通常處于張緊狀態(tài)，而兩個壓力計(jì)則處于壓縮狀態(tài)，并通過補(bǔ)償調(diào)整進(jìn)行接線。當(dāng)施加重量時，應(yīng)變會與負(fù)載成比例地改變壓力表的電阻。隨著應(yīng)變儀式稱重傳感器不斷提高其精度并降低其單位成本，其他稱重傳感器逐漸淡出人們的視線。

　　壓阻式稱重傳感器

　　壓阻式負(fù)載傳感器的工作原理類似于應(yīng)變計(jì)，可產(chǎn)生高電平輸出信號，使其可以直接連接至讀數(shù)計(jì)，因此非常適合簡單的稱重系統(tǒng)。但是，低成本線性放大器的可用性削弱了這一優(yōu)勢。壓阻器件的另一個缺點(diǎn)是其非線性輸出。

　　電感式和磁阻式稱重傳感器

　　這兩個設(shè)備均響應(yīng)鐵磁芯的重量比例位移。一個由于其鐵芯的運(yùn)動而改變了電磁線圈的電感。另一個改變了很小的氣隙的磁阻。

　　磁致伸縮稱重傳感器

　　該力傳感器的操作基于施加應(yīng)力下鐵磁材料的磁導(dǎo)率變化。它由疊片組成，疊片圍繞一組初級和次級變壓器繞組形成一個承載柱。當(dāng)施加負(fù)載時，應(yīng)力會導(dǎo)致磁通量模式失真，從而產(chǎn)生與所施加的負(fù)載成比例的輸出信號。這是一個堅(jiān)固的傳感器，并繼續(xù)用于軋機(jī)和帶鋼軋機(jī)的力和重量測量。

　　稱重傳感器應(yīng)用

　　稱重傳感器是稱重技術(shù)的第一個主要設(shè)計(jì)變更。在當(dāng)今的加工廠中，電子稱重傳感器在大多數(shù)應(yīng)用中都是首選，盡管如果手動操作并且操作和維護(hù)人員更喜歡簡單性，仍然使用機(jī)械杠桿秤。