科普|稱重傳感器的類型及應(yīng)用

　　稱重傳感器用于測量重量，是日常生活的一個組成部分。其隨處可見，例如在超市柜臺或是高速公路上。當(dāng)然，通常不能立即識別，因為隱藏在儀器中。

　　稱重傳感器通常由帶有應(yīng)變片的彈性體組成。彈性體通常由鋼或鋁制成。其非常結(jié)實，具有非常小的彈性。正如名詞“彈性體”所言，鋼或鋁在負(fù)載下產(chǎn)生一定量的變形，但隨后會返回到初始位置，彈性地響應(yīng)每次負(fù)載。這些極小變化可以采用應(yīng)變片獲得。應(yīng)變儀的變形由分析電子儀器解釋以確定重量。

　　要了解最后一點，需要更詳細(xì)地解釋應(yīng)變片：稱重傳感器是電導(dǎo)體，以蜿蜒的方式牢固地附著在基底上。當(dāng)基底被拉動時，和電導(dǎo)體就會一起更長。當(dāng)其收縮時，變短。這將導(dǎo)致電導(dǎo)體中的電阻改變。該應(yīng)變可以在此基礎(chǔ)上確定，因為電阻隨應(yīng)變而增加并隨之收縮而減小。

　　應(yīng)變片牢固地固定到到彈性體上，因此經(jīng)歷相同的運動。對于稱重傳感器來說，這些應(yīng)變片被布置在惠斯登電橋中(見圖)。這意味著四個SG連接，組成一個橋路，并且被測量的力的方向與測量柵絲相應(yīng)對齊。

　　如果一個物體放置在稱重傳感器上或懸掛在其上，則可以確定物體的重量。 稱重傳感器的預(yù)期負(fù)載總是沿著地球中心的方向，即重力方向。 也就是只能獲得載荷重力方向的力分量。而 力傳感器 不是這樣，盡管設(shè)計類似。力傳感器可以獲取所有方向上發(fā)生的載荷。 與地球引力的方向和安裝方式無關(guān)。

　　稱重傳感器類型

　　稱重傳感器有多種類型，適合不同的應(yīng)用。常用的包括：

　　單點稱重傳感器: 一般用于平臺秤，其放置在重物的下方。

　　彎曲梁稱重傳感器: 多個稱重傳感器放置在鋼結(jié)構(gòu)下方，并從上方加載重物。

　　壓向力傳感器: 多個大量程稱重傳感器放置在鋼結(jié)構(gòu)下方，并從上方加載重物。

　　拉向力稱重傳感器: 重物懸吊在一個或多個傳感器下方。

　　許多稱重傳感器還有其他特性，如特殊設(shè)計或特性等，這取決于不同的應(yīng)用，例如，如果系統(tǒng)需要每天徹底清潔。 稱重傳感器需要更高的防護(hù)等級和密封性等。

　　稱重傳感器也可以根據(jù)信號傳輸?shù)念愋瓦M(jìn)行分類：數(shù)字稱重傳感器內(nèi)置電子元件，用于處理測量結(jié)果并顯示和傳輸。 對于模擬稱重傳感器，則需要附加設(shè)備 - 測量放大器。

　　四個應(yīng)變計固定在下面的稱重傳感器上，當(dāng)施加力時發(fā)生最大的變形。 箭頭方向即為力的應(yīng)用方向。

　　壓力傳感器，彎曲梁稱重傳感器單點稱重傳感器，拉向稱重傳感器。

　　環(huán)境對稱重傳感器的影響

　　稱重傳感器的一個特點是環(huán)境起著決定性的作用。

　　環(huán)境溫度

　　每種物質(zhì)隨著溫度的變化而變化，伴隨著溫度升高而擴(kuò)張，溫度下降而收縮。同樣適用于稱重傳感器及其應(yīng)變片，同樣影響導(dǎo)體的電阻。然而，無論環(huán)境溫度如何，為了獲得正確的測量結(jié)果，每個HBM稱重傳感器都內(nèi)置了一個復(fù)雜的溫度補償機(jī)制。

　　稱重傳感器必須能夠承受各種影響?！皩τ谄嚭鈦碚f，其必須能夠承受各種室外環(huán)境影響。在世界范圍內(nèi)，例如，在西伯利亞。

　　其他方向施加力

　　根據(jù)稱重傳感器的安裝環(huán)境，例如稱重容器放在傳送帶下方，可能會發(fā)生重量以外的其他負(fù)載。 “寄生力”不僅會發(fā)生所需主要方向上，而且會從側(cè)面，下方施加。 稱重傳感器不是為此目的開發(fā)的，測量結(jié)果可能不正確或出現(xiàn)錯誤。 因此，在安裝過程中必須小心，以確保沒有或盡可能少的寄生力。HBM稱重傳感器配件和稱重模塊可幫助用戶最小化這些寄生力并實現(xiàn)精確地測量結(jié)果。

　　應(yīng)用

　　稱重傳感器通常安裝在秤上。 但也有很多其他的應(yīng)用。 例如裝瓶廠或灌裝設(shè)備，或?qū)⑻枪蛲炼狗峙涞桨b中的分揀系統(tǒng)等。

　　測量精度

　　無論采用什么樣的稱重傳感器，精度都起著非常重要的作用。稱重傳感器具有不同的最大量程(最大量程指最大預(yù)期負(fù)載)和精度等級。應(yīng)變技術(shù)精度等級一般為C級和D級。具有電子校正的應(yīng)變稱重傳感器擁有更高精度等級。

　　因此，稱重必須嚴(yán)格管制的。對于價值低的貨物(如沙子或礫石)，稱重傳感器不需要非常精確 - D級精度就足夠了。另一方面，對于制藥產(chǎn)品，需要最高精度等級A或B。最常見的消費品如肉類，水果和蔬菜稱重，精度等級為C，對所使用的稱重系統(tǒng)的精度要求較高。但機(jī)械工程或建筑材料衡器也需要C級精度。

　　嚴(yán)格的稱重規(guī)標(biāo)準(zhǔn)不斷對稱重傳感器開發(fā)人員提出新的挑戰(zhàn)。對于OIML精度等級較高的稱重傳感器，精度偏差僅為幾個 ppm(百萬分之一)。

　　調(diào)整，校準(zhǔn)和貿(mào)易認(rèn)證

　　為了確保測力傳感器按現(xiàn)場的方式工作，通常不僅在工廠進(jìn)行調(diào)整和校準(zhǔn)，而且在安裝位置進(jìn)行認(rèn)證。 如果一公斤在稱重傳感器上，則根據(jù)精度等級，所示的重量也應(yīng)為1公斤，而不是857克。 以這種方式，也可以檢測諸如寄生力的不良影響。