称重传感器的构成与优缺点

称重传感器按转换方法分为光电式、液压式、电磁力式、电容式、磁极变形式、振动式、陀螺仪式、电阻应变式等8类，以电阻应变式使用最传统概念上，负荷传感器是称重传感器、汉力传感器的统称，用单项参数评价计量特性。旧国标将应用对象和施甲环境条住完全不同的“啾重"和“视力”两种传感器合二为一来考虑，对试验和评价方法未给予区分。

旧国标共有21项指标，均在常温下进行试验;并用非线性、满后误差、重复性误差、辑变、零点温度附加误差以及额定翰出温度)加误差5项页指标中的最大误差，来确定称重传感曜准确度等级，分别用0.02、0.03、0.05表示。

　　一、电阻应变式称重传感器

　　利用电阻应变片变形时其电阻也随之改变的原理工作。主要由弹性元件、电阻应变片、汉量电路和传输电缆4部分组成。电阻应变片贴在弹性元件上，弹性元件中受力变形时，其上的应变片随之变形，并导致电阻改变。测量电路测出应变片电阻的变化并变换为与外力大小成比例的电信号输出。电信号经处理后以数字形式显示出被测物的质量。

　　电阻应变式传感器的称量范围为几十克至数百吨。

　　二、电阻应变式称重传感器原理

电阻应变式称重传感器是基于这样一个原理:弹性体(弹性元件，敏感梁)在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在他表面的电阻应变片(转换元件)也随同产生变形，电阻应变片变形后，阻值将发生变化(增大或减小)，再经相应地测量电路把这一电阻变化转换为电信号(电压或电流)，从而完成了将外力变换为电信号的过程。

　　构成

　　1、敏感元件

　　直接感受被测量(质量)并输出与被测星有确定关系的其他量的元件，如电阻应变式称重传感器的弹性体，是将被测物体的质星转变为形变;电容式称重传感器的弹性体将被汉的质星转变为位移。

　　2、变换元件

　　又称传感元件，是将敏感元件的翰出转变为便于汉星的信号，如电阻应变式称重传感器的电阻应变计(或称电阻应变片)，将弹性体的形变转换为电阻性的变化，电容式称重传感器的电容器，将弹性体的位移转变为电容量的变化，有时某些元件兼有敏感元件和变换元件两者的职能，如电压式称重传感器的压电材料，在外载荷的作用下，在发生变形的同时输出电信。

　　3、测量元件

　　将变换元件的输出变换为电信号，为进一步传输、处理、显示、记录或控制提供方便，如电阻应变式称重传感器中的电桥电路，压电式称重传感器的电荷前置放大器。

　　4、辅助电源

为传感眼的电信号输出提供能星，一般称重传感器均需外链电源才能工作，因此，作为一个产品必须标明供电的要求，但不作为称重传感骡的组成部分，有些传感器，如磁电式速度传感器，由于他输出的能量较大，故不需要辅助电源也能正常工作，所以并非所有传感器都要有辅助电源。

　　缺点

　　一、输出阻抗高，负载能力差

　　电容式称重传感器的容性受其电极的几何尺寸等狠制不易做得很大，一般为几十到几百微法，甚至只有几个做法，因此，电容式称重传感器的输出阻抗高，因而负载能力差，易受外界干扰影响产生不稳定现象，严重时甚至无法工作，必须采取妥善的屏蔽措施，从而给设计和使用带来不便，容抗大还要求传感器绝缘部分的电阻值极高，否则绝线部分将作为旁路电阻而影响仪器的性能，为此还要特制法注意走过的环境如温度、清洁度等。若采用高频供电，可降低电容式称重传感器的输出抗阻，但高频放大、传感器远比低频的复杂，且寄生电容影响大，不易保证工作的稳定性。

　　二、输出特性非线性

　　电容式称重传感器的翰出特性是非线性的，虽采用差分型来改善，但不可能完全消除，其他类型的电容传感器只有忽略了电场的边缘效应时，输出特性才里线性，否则边缘效应所产生的附加电容量将与传感器电容器直接叠加，使输出特性非线性。

　　三、寄生电容影响大

　　电容式称重传感器的初始电容量小，而连接传感器和电子线路的引线电容、电子线路的杂散电容以及传感骚内板极与周围导体构成的电容等所谮寄生电容却较大，不仅降低了传感器的灵敏度，而丑这些电容常常是随机变化的，将使仪器工作很不稳定，影响测量精度，因此对电缆的选择、安装、接法都有严格的要求。例如，采用屏蔽性好、自身分布电容小的高频电线作为引线。引线粗而短，要保证仪器的絷散电容小而稳定等等，否则不能保证高的测量精度。