什么是称重传感器及其工作原理

让我们来看看它是如何制造的，又是如何测力的。

应变计式称重传感器是用于测量力的传感器。它们通常用于称重系统或测量力、压力和拉力的系统中。

传感器通过测量机械变形来读取施加在称重传感器上的力，并将其转换为与变形成正比的毫伏电信号。

但称重传感器究竟是如何工作的呢？

如何制作

要了解称重传感器的工作原理，首先必须考虑它是如何制造出来的。

称重传感器由两部分组成：机械本体和电路。

机械体支撑施加在传感器上的重量或力。
它通常由高级钢或铝制成。这些材料不仅坚固，而且富有弹性，能够在负载作用下发生轻微变形，并在应力作用下返回初始位置。
因此，这些材料可确保机械可靠性和变形的均匀分布。

称重传感器的主体包含应变计，应变计是由非常细的康铜金属线组成的电导体，这些金属线以紧密的之字形排列成网格，并涂在一层绝缘材料薄膜上。
应变计牢固地粘贴在称重传感器主体变形最大的区域，并通过惠斯通电桥电路连接在一起。

→ 另请阅读“称重传感器是如何制造的？”了解制造过程的详细信息。

工作原理

当对称重传感器施加力时，传感器会轻微弯曲：金属会变形，一旦移除负载，金属又会恢复原状。

应变计与称重传感器的主体完全融为一体，与传感器表面一起变形、拉伸或收缩。 这些微小的尺寸变化【以千分之一毫米（或微米）为单位】，会导致构成应变计导体的电阻发生变化：当导体被拉伸时，其电阻会增大；当导体被压缩时，其电阻会减小。

弯曲梁称重传感器上的完整惠斯通电桥示例

通过在惠斯通电桥中连接应变计，可测量电阻的变化并将其转换为以毫伏为单位的比率信号。

对于模拟称重传感器，称重传感器的毫伏信号由变送器或外部称重显示器处理，然后转换为数字信号并显示为重量值。 如果是数字称重传感器，则毫伏信号直接在称重传感器内部转换为数字信号。 最后，重量值可通过模拟输出或现场总线传输到PC或PLC。

不同类型的称重传感器

前面我们简要介绍了称重传感器的组成和基本操作，它们是用途极为广泛的传感器。

事实上，它们在许多不同的应用中都能提供精确的性能，在许多领域都是必不可少的：

• 工业自动化和汽车；
• 化学制药、畜牧和食品工业；
• 建筑、起重系统、包装、纺织品和纸张；
• 运输和装卸；
• 零售（按重量销售的秤）。

根据具体应用的不同，称重传感器的形状、尺寸和特性甚至可能大相径庭。