稱重傳感器的原理與應用知識分享

CGR-300係列稱重傳感器的原理與應用知識分享

1. 什麽是CGR-300係列稱重傳感器？

稱重傳感器-有時稱為“力”，“稱重”或“重量”傳感器，可將作用於其上的負載轉換為可測量的輸出信號。輸出信號的大小與施加的力或負載成比例。

CGR-300係列L稱重傳感器 通常由兩部分組成。

應變片

彈性體

彈性體

彈性體通常由鋼或鋁製成。其非常結實，具有非常小的彈性。正如名詞“彈性體”所言，鋼或鋁在負載下產生一定量的變形，但隨後會返回到初始位置，彈性地響應每次負載。這些極小的變化可以采用應變片獲得。應變儀的變形由分析電子儀器解釋以確定重量。

應變片

應變片它們是電導體，以蜿蜒的方式牢固地附著在基底上。當基底被拉動時，它和電導體就會一起更長。當其收縮時，變短。這將導致電導體中的電阻改變。該應變可以在此基礎上確定，因為電阻隨應變而增加，並隨之收縮而減小。

應變原理，特殊材料的應變與電阻成正比，把特殊材料的金屬絲做成柵型，貼在紙基上，叫應變片，把應變片，貼在承載變形的鋁材料或剛材料！把應變片組成惠登斯電橋，不受力，輸出電壓0受力，應變片的電阻發生變化，電橋不平衡輸出電壓，通過測量電壓的變化，轉換為力的變化！

完成的惠斯通電橋需要穩定的直流電源來激勵電路。這通常是5Vdc或10Vdc，但可以是1Vdc至18Vdc的任何值。

當應力施加在粘合應變儀上時，會發生電阻變化，使惠斯通電橋不平衡。這提供了與應力值成線性比例的輸出信號。該信號的值也與激勵電壓成比例，通常為幾毫伏。

CGR-300係列應變式稱重傳感器將作用於它們的負載轉換為電信號。測量儀本身粘合到梁上或結構構件上，當施加力時該梁或結構構件變形。在大多數情況下，使用四個應變計來獲得最大靈敏度和溫度補償。兩個儀表通常處於拉伸狀態，兩個處於壓縮狀態，並通過補償調整進行接線。當施加載荷時，應變會使載荷的電阻與載荷成比例地改變。隨著應變儀版本繼續提高其精度，同時降低單位成本，其他稱重傳感器正變得越來越不受歡迎。

應變儀連接到惠斯通電橋電路，帶有四個應變儀（全橋），兩個儀表（半橋）或一個儀表（四分之一橋）。使用半橋和四分之一橋，橋使用精密監視器完成。

電橋的四個臂上接工作應變片，都參與機械變形，同處一個溫度場，溫度影響相互抵消,電壓輸出靈敏度高。當 4 個應變片的材料、 阻值都相同時，可推導出以下公式:

⚡:圖解釋應變片的安裝方式，並解釋為什麽增加和減小?

應變片牢固地固定到到彈性體上，因此它經曆相同的運動。對於稱重傳感器來說，這些應變片被布置在惠斯登電橋中（見下圖）。這意味著四個SG連接，組成一個橋路，並且被測量的力的方向與測量柵絲相應對齊。

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。稱重傳感器的預期負載總是沿著地球中心的方向，即重力方向。也就是隻能獲得載荷重力方向的力分量。而 力傳感器 不是這樣，盡管設計類似。力傳感器可以獲取所有方向上發生的載荷。與地球引力的方向和安裝方式無關。

二、CGR-300係列稱重傳感器類型

稱重傳感器有多種類型，適合不同的應用。常用的包括：

單點稱重傳感器: 一般用於平台秤，其放置在重物的下方。

CGR-300係列彎曲梁稱重傳感器: 多個稱重傳感器放置在鋼結構下方，並從上方加載重物。

壓向力傳感器: 多個大量程稱重傳感器放置在鋼結構下方，並從上方加載重物。

CGR-300係列拉向力稱重傳感器: 重物懸吊在一個或多個傳感器下方。

Tips:以上圖例是四個應變計固定在稱重傳感器上，箭頭方向即為力的作用方向。

CGR-300係列稱重傳感器也可以根據信號傳輸的類型進行分類：

數字稱重傳感器

內置電子元件，用於處理測量結果並顯示和傳輸。

模擬稱重傳感器

需要附加設備 - 測量放大器。

三、影響稱重傳感器的因素

1. 環境溫度

每種物質隨著溫度的變化而變化，伴隨著溫度升高而擴張，溫度下降而收縮。同樣適用於稱重傳感器及其應變片，同樣影響導體的電阻。然而，無論環境溫度如何，為了獲得正確的測量結果，每個稱重傳感器都應內置溫度補償機製。

CGR-300係列稱重傳感器必須能夠承受各種環境溫度影響。如極寒和高溫環境。

2. 寄生力

根據CGR-300係列稱重傳感器的安裝環境，例如稱重容器放在傳送帶下方，可能會發生重量以外的其他負載。“寄生力”是不僅會發生所需主要方向上，而且會從側麵，下方施加。稱重傳感器不是為此目的開發的，測量結果可能不正確或出現錯誤。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。

四、應用

CGR-300係列稱重傳感器精度

無論采用什麽樣的稱重傳感器，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（最大量程指最大預期負載）和精度等級。應變技術精度等級一般為C級和D級。具有電子校正的應變稱重傳感器擁有更高精度等級。

"重量占工業中主導地位，因為商品主要以重量進行銷售." - Stefan Schmidt

因此，稱重必須嚴格管製的。對於價值低的貨物（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。另一方麵，對於製藥產品，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，對所使用的稱重係統的精度要求較高。但機械工程或建築材料衡器也需要C級精度。

嚴格的稱重規標準不斷對稱重傳感器開發人員提出新的挑戰。對於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）。

傳感器接線

五、技術趨勢

基於應變的稱重傳感器具有非常廣泛的應用。應變稱重技術在很多領域還沒有得到充分的利用，但趨勢已經確定 - 需要更精確，更堅固，更快，更智能，並且容易使用 。