称重传感器 - 有时称为“力”、“重量”或“重量”传感器，可将作用在其上的负载转换为可测量的输出信号。输出信号的大小与施加的力或负载成正比。有哪些类型的称重传感器？选择的依据是什么？本文收集整理了一些资料，希望对读者有比较大的参考。

　　称重传感器。分类

　　称重传感器主要有光电式、液压式、电容式、电磁式、磁极变式和板环六种。

　　1.光电

　　光电称重传感器分为光栅式和编码器式两种。

　　(1) 光栅传感器

　　光栅形成的莫尔条纹用于将角位移转换为光电信号。有两种光栅，一种是固定光栅，另一种是安装在转轴上的移动光栅。加在承重平台上的被测物通过传力杠杆系统带动千分表轴转动，带动移动光栅转动，使莫尔条纹也随之移动。利用光电管、转换电路和显示仪表，可以计算出移动的莫尔条纹数量，测量光栅的旋转角度，从而判断和读取被测物体的质量。

　　(2) 码盘传感器

　　码盘（符号盘）是一块安装在表盘转轴上的透明玻璃，按照一定的编码方式编有黑白代码。当加在承重台上的被测物通过传力杆转动拨盘轴时，码盘转动一定角度。光电管通过码盘接收光信号，并将其转换为电信号，由电路进行数字处理，在显示屏上显示代表被测质量的数字。光电传感器主要用于机电组合秤。

　　2.液压

　　在被测物重力P的作用下，液压油的压力增加，增加的程度与P成正比。通过测量压力的增加量可以确定被测物的质量。液压传感器结构简单牢固，测量范围大，但精度一般不超过1/100。

　　3. 电容式

　　电容式称重传感器的工作原理是电容振荡电路的振荡频率 f 与极板之间的距离 d 之间的比例关系。有两个板，一个是固定的，另一个是可移动的。当承载平台承载被测物时，板簧发生偏转，两极板之间的距离发生变化，电路的振荡频率也发生变化。通过测量频率的变化，可以得到被测物体在承重平台上的质量。电容式传感器功耗***，成本***，精度为 1/200 到 1/500。

　　4、电磁力

　　电磁力式称重传感器的工作原理是承载平台上的负载与电磁力平衡。当被测物置于承重平台上时，杠杆一端向上倾斜；光电装置检测倾斜信号，经放大后流入线圈，产生电磁力，使杠杆恢复到平衡状态。被测物体的质量可以通过对产生电磁平衡力的电流进行数字转换来确定。电磁力传感器精度高，可达1/2000～1/60000，但称重范围只有几十毫克到10公斤之间。

　　5.磁极变化

　　当铁磁元件因被测物体的重力而发生机械变形时，产生内应力，导磁率发生变化，使绕在铁磁元件两侧的次级线圈（磁极）的感应电压也随之发生变化。通过测量电压的变化可以得到施加在磁极上的力，进而可以确定被测物体的质量。磁极变体传感器的精度不高，一般为1/100。适用于大吨位称重工作，称重范围为几十到几万公斤。

　　6.板环式

　　板环式称重传感器的结构具有应力流线分布清晰、输出灵敏度高、整体弹性体、结构简单、应力状态稳定、易于加工等优点。目前在传感器生产中仍占有较大比重，这种结构传感器的设计公式目前还不完善。这种弹性体的应变计算比较复杂，设计时一般将其视为环形弹性体进行估算。尤其是1t及以下量程的板环传感器，计算误差较大，会有较大的非线性误差。

　　称重传感器的选择依据

　　主要包括传感器的灵敏度、传感器的精度、传感器的稳定性、传感器的数量和范围四个方面。

　　1. 灵敏度

　　灵敏度越高越好。只有在灵敏度高的情况下，才能在测量物体重量时获得更准确的数据。

　　但灵敏度越高，外界对称重传感器的影响越大，外界噪声会干扰传感器的判断。因此，对传感器的抗噪声性能有一定的要求，以尽量减少噪声对传感器的影响。

　　2. 准确性

　　称重传感器

　　称重传感器类型

　　有许多类型的称重传感器以适应不同的应用。常见的包括：

　　单点称重传感器：通常用于地磅，放置在重物下方。弯梁式称重传感器：多个称重传感器放置在钢结构下方，并从上方加载重物。压缩力传感器：多个高量程称重传感器放置在钢结构下方，并从上方加载重物。拉力称重传感器：一个重物悬挂在一个或多个传感器下方。称重传感器还具有其他特性，例如特殊结构或特性等，具体取决于应用，例如，如果系统需要每天***清洁。称重传感器需要更高的防护等级和密封性等。

　　称重传感器也可以根据信号传输的类型进行分类：数字称重传感器具有内置电子设备，用于处理、显示和传输测量结果。对于模拟称重传感器，需要额外的设备 - 测量放大器。

　　四个应变计连接到下方的称重传感器上，当施加力时会变形。箭头方向为力的加载方向。

　　压力传感器

　　弯梁式称重传感器

　　单点称重传感器

　　拉向称重传感器

　　环境对称重传感器的影响

　　称重传感器的一个特点是环境起着决定性的作用。

　　环境温度

　　每一种物质都会随着温度的变化而变化，随着温度的升高而膨胀，随着温度的降低而收缩。这同样适用于称重传感器及其应变仪，也会影响导体的电阻。然而，为了在不受环境温度影响的情况下获得正确的测量值，HBM 称重传感器内置了复杂的温度补偿机制。

　　称重传感器必须能够承受各种影响。 “对于汽车衡，它必须能够承受各种户外环境影响。在世界范围内，例如在西伯利亚。

　　施加在其他方向上的力（“寄生力”）

　　根据称重传感器的安装环境，例如称重容器放置在传送带下方，可能会出现重量以外的负载。 “寄生力”不仅预计会出现在主要方向上，还会从侧面施加，下方。称重传感器不是为此目的而开发的，测量结果可能不正确或错误。因此，在安装过程中必须小心，以确保没有寄生力或尽可能少地寄生力。 HBM 称重传感器附件和称重模块帮助用户限度地减少这些寄生力并获得准确的测量结果。

　　带有 HBM 称重传感器的汽车衡

　　称重传感器精度

　　无论使用何种称重传感器，精度都起着非常重要的作用。称重传感器有不同的额定范围（额定范围是指预期负载）和精度等级。应变技术精度等级一般为C、D。带电子校正的应变称重传感器精度等级较高。

　　“称重占主导地位，因为商品主要按重量出售。” ——斯特凡·施密特

　　因此，称量必须严谨、准确。对于沙子或砾石等值货物，称重传感器不需要非常，D级精度就足够了。另一方面，对于医药产品，需要精度的 A 级或 B 级。肉类、水果和蔬菜等最常见的消费品称重精度为 C 级，机械工程或建筑材料秤也需要 C 级精度。

　　严格的称重计标准继续为称重传感器开发商提出新的挑战。对于具有更高 OIML 精度等级的称重传感器，精度偏差仅为几 ppm（百万分之几）。

　　调整、校准和贸易认证

　　为了确保称重传感器在现场的工作方式，它们通常不仅在工厂进行调整和校准，而且在安装地点进行认证。如果将一公斤的物体放在称重传感器上，根据精度等级，显示的重量也应该是 1 公斤，而不是 857 克。这样，也可以检测到诸如寄生力之类的良好影响。

　　称重传感器技术趋势

　　基于应变的称重传感器具有非常广泛的应用。 HBM 在称重传感器的开发和制造方面拥有超过 65 年的经验，并不断开发新的解决方案以满足未来的需求。

　　应变称重技术在许多领域都没有得到充分利用，但趋势已经确定——需要更、更强大、更快、更智能的产品，并且它们需要易于使用。

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