称重传感器和力传感器说明

       称重传感器是什么

       称重传感器 - 有时称为“力”、“称重”或“重量”传感器 - 是一种传感器，可将作用在其上的负载转换为可测量（模拟或数字）输出。输出与施加的力或负载成正比。下面我们将解释如何使用称重传感器以及可用的不同类型的称重传感器和力传感器进行力测量。

       称重传感器工作原理

       这种转换是通过应变片的物理变形实现的，应变片粘合在称重传感器结构上。应变仪连接到具有四个应变仪（全桥）、两个应变仪（半桥）或一个应变仪（四分之一桥）的惠斯通电桥电路中。对于半桥和四分之一桥，桥是使用精密监视器完成的。

在电桥电路中配置了额外的可连接电阻器，以补偿温度对零或空载信号和灵敏度的影响（由于施加的负载而产生的输出，加上另一个电阻器以使电桥在空载时为零）。

       完成的惠斯通电桥需要稳定的直流电源来激励电路。这通常是 5Vdc 或 10Vdc，但可以是 1Vdc 到 18Vdc 之间的任何值。

       输出选项

       这些低电平毫伏信号与范围广泛的定制应变仪仪器兼容。这些仪器包括数字显示器、模拟和数字放大器。典型的模拟放大器会产生更高电平的电压（0-5Vdc、0-10Vdc）或电流（0-20mA、4-20mA）用于后续处理。

数字放大器通常提供 RS232、RS422 或 RS485 输出，使用通用 ASCII 协议或已开发的许多更专业的行业特定协议之一，例如 Modbus。模拟和数字仪器的尺寸都已减小（小型化），足以使该项目能够安装在称重传感器或力传感器的主体内。

称重传感器设计的区别在于它们产生的输出信号类型（气动、液压或电气），或者它们检测负载或重量的方法（弯曲、剪切、压缩、拉伸等）。

       为了满足研发和工业应用中的各种用途，称重传感器可以采用多种形式。然而，当今的大多数设计都使用应变计作为传感元件，其中使用了箔片或半导体。

       箔式压力计提供了最广泛的称重传感器设计选择，因此往往是最常用的。应变计模式提供张力、压缩力和剪切力的测量。

半导体应变仪的模式范围较小，但具有体积更小和应变系数大的优点，因此对于相同的给定应力可产生更大的输出。由于这些特性，它们往往用于微型称重传感器设计。校准环用于负载测量，使用经过校准的金属环，其运动由精密位移传感器测量。

       称重传感器工作原理

       应变式称重传感器将作用在其上的负载转换为电信号。仪表本身粘合在梁或结构构件上，当施加力时会变形。在大多数情况下，使用四个应变片以获得最大的灵敏度和温度补偿。两个压力表通常处于拉伸状态，两个压力表带有补偿调整。当施加负载时，应变会与负载成比例地改变应变计的电阻。随着应变计版本不断提高其精度同时降低单位成本，其他称重传感器越来越不受欢迎。

       早期的称重传感器设计简单地使用应变计来测量直接应力，当金属元件受到拉力或压缩力时，该应力被引入金属元件中。弯曲梁型设计使用应变计来监测传感元件在受到弯曲力时的应力。最近，剪切应力的测量已被用作一种更有效的载荷确定方法，因为这种方法不太依赖于力施加到称重传感器的方向。

       使用的其他类型的称重传感器包括液压（或静液压）、气动、压电和振弦式称重传感器。