什么是稱重傳感器？稱重傳感器的使用及原理

更新時間：2024-05-09

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什么是稱重傳感器？

稱重傳感器

稱重傳感器（英文：Load cell）是一種載荷轉換器，是一種檢測載荷或力，將其轉換為電信號并輸出的傳感器。與負載和力相對應的輸出用于負載顯示和記錄，也可用于控制。

負載/力檢測方法包括測量物體變形應變的應變儀法，以及壓電法、金屬薄膜法、電容法、光纖法、振動法和磁致伸縮法。

稱重傳感器的輸出是與負載相對應的電壓或電流的模擬或數字信號。它用于顯示和記錄秤上的負載、測量負載能力等，以及測量材料試驗機上的負載，也用于控制設備。

稱重傳感器用于電子秤、試驗機、流量計、工業秤以及各種測量儀器。例如，家用產品包括體重秤、數字秤和淋浴用馬桶座圈。

在工業應用中，除了用于重物秤外，它們還經常用于拉伸試驗機、粘彈性測量裝置、壓力機、紗線和薄膜卷繞裝置等。它還用于測試噴氣發動機的推進力、監測船繩的張力、測量發動機扭矩、監測軸荷、測量電梯中的鋼絲張力以及測量料斗和筒倉的重量。

除此之外，稱重傳感器還用于一些飛機的控制桿中。當飛行員向控制桿施加力時，計算機會檢測力的大小并控制飛機。

在工業中，為了提高質量、生產率、降低成本，測量產品的重量，并將數據數字化以供顯示器顯示、質量判斷、打印、數據存儲等重要的一種設備。

稱重傳感器主要有四種類型：梁式、柱式、S 形和膜片式，具體取決于承受載荷時變形的構件的形狀。

梁類型測量當載荷施加到懸臂梁頂端時發生的梁變形量。用于平臺秤等。

柱式向圓筒構件施加載荷，測定圓筒面的壓縮方向的變形應變。用于工業用途，如儲罐和料斗。通常使用多個稱重傳感器，在這種情況下，負載必須均勻地施加到每個傳感器上。

對于S形模型，將載荷施加到S形構件的兩端，測量S形構件的變形量并轉換為載荷。它通常用于用拉力試驗機測量拉力。

膜片式向膜片中心施加載荷，測量膜片變形量。常用稱重傳感器。

通過改變所使用的單元元件的尺寸和材料，可以增大或減小要測量的負載的規模。這使得測量從幾克到噸范圍內的巨大力的各種負載成為可能。為了測量微小的載荷，已經開發出了能夠測量mN量級的高精度稱重傳感器，并用于人造肌肉的研發。

用于檢測在承受載荷時變形的構件的變形量的方法包括應變計法、壓電法、金屬薄膜法、電容法、光纖法、振動法和磁致伸縮法。

特別是，經常使用應變片類型，其中應變片連接到稱為彎曲元件的彈性體上，并且應變片的電阻值隨著由于微小的膨脹和收縮而導致的橫截面積的變化而變化。變形。由于該變化與載荷成正比，因此可以根據電阻值的變化計算施加到應變體的載荷。

稱重傳感器以 SI 單位“力"“N"牛頓顯示測量值。根據稱重傳感器的容量，可以使用“mN"或“kN"。

“N"牛頓是質量乘以重力加速度。如果測量位置的重力加速度已知，則可以使用稱重傳感器測量質量（kg）。

稱重傳感器規格一般不包括“精度"項目。單個稱重傳感器的精度是根據規格書記載的線性度、遲滯性、重復性、溫度影響等綜合確定的。

當給稱重傳感器施加預定電壓時，它會輸出與負載成比例的電壓，但該電壓最多只有 20mV。由于這個微小的電壓被進一步分成數萬個部分進行測量，因此所使用的測量儀器需要高度穩定和高精度。

使用稱重傳感器的測量裝置的精度必須綜合判斷，包括稱重傳感器和顯示儀表的個體誤差、溫度條件、安裝條件、振動等引起的誤差。為此，需要確定作為檢測部分的稱重傳感器的精度以及顯示的精度，然后通過它們的平方和的平方根來計算總體精度。