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，機械杠桿秤被廣泛使用。機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，則可以準(zhǔn)確，可靠地進行稱重。操作方法可能涉及使用重量平衡機制或檢測機械杠桿產(chǎn)生的力。最早的預(yù)應(yīng)變計載荷傳感器包括液壓和氣動設(shè)計。

　　1843年，英國物理學(xué)家查爾斯·惠斯通爵士設(shè)計了一個橋路可以測量電阻?；菟雇姌螂娐贩浅＿m合測量應(yīng)變計中發(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)濟上變得可行。但是從那時起，應(yīng)變儀既作為機械標(biāo)尺組件又在獨立的稱重傳感器中大量使用。

　　如今，除了某些仍使用精密機械天平的實驗室外，應(yīng)變計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和卡車稱重中，機械平臺秤仍被廣泛使用。但是，即使在這些應(yīng)用中，由于機械杠桿與數(shù)字，基于計算機的儀表的內(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)定的空氣或氮氣。

　　應(yīng)變計稱重傳感器

　　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償。

　　如圖所示，兩個壓力計通常處于張緊狀態(tài)，而兩個壓力計則處于壓縮狀態(tài)，并通過補償調(diào)整進行接線。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，可產(chǎn)生高電平輸出信號，使其可以直接連接至讀數(shù)計，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。這是一個堅固的傳感器，并繼續(xù)用于軋機和帶鋼軋機的力和重量測量。

　　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人員更喜歡簡單性，仍然使用機械杠桿秤。