隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展越來(lái)越迅速稱重系統(tǒng)大多數(shù) 時(shí)候需要對(duì)壓力進(jìn)行控制，并且反饋控制壓力信號(hào)，同時(shí) 也要求敏感器件輸出感應(yīng)信號(hào)。最后，由壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為 電信號(hào)并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。

地磅稱重傳感器是一種能夠?qū)⒘D(zhuǎn)換為電信號(hào)的裝置,在 電子稱重儀中是一個(gè)非常重要的部件,能夠?qū)崿F(xiàn)這類功能 轉(zhuǎn)換的傳感器類型很多，最常見(jiàn)的有電阻應(yīng)變式、電磁力 式和電容式等。市場(chǎng)上大多數(shù)的產(chǎn)品主要用的還是電阻 應(yīng)變式稱重傳感器,這類傳感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精度高、適 用性廣的特點(diǎn),可用于條件相對(duì)較差的地方。因此，電阻 應(yīng)變稱重傳感器具有廣泛的應(yīng)用前景。

1.國(guó)外地磅稱重傳感器的現(xiàn)狀

自20世紀(jì)70年代以來(lái)，發(fā)達(dá)國(guó)家在電子稱重方面， 其技術(shù)水平、品種和現(xiàn)模都達(dá)到了較高的水平。稱重傳感 器在技術(shù)方面的主要標(biāo)志是準(zhǔn)確度、長(zhǎng)期穩(wěn)定性和可靠 性。目前,作為貿(mào)易結(jié)算的靜態(tài)秤已經(jīng)能夠滿足以上要 求。IML規(guī)定:在穩(wěn)定性方面,一年內(nèi)不允許超差；在可靠 性方面,要求傳感器在正常使用條件下，其壽命應(yīng)能達(dá)到 在十年以上超過(guò)20000小時(shí),能夠適應(yīng)在各種惡劣 條件下使用；隹確度一般能夠達(dá)到0.1% -0.3%。

傳感器作為稱重系統(tǒng)中的核心部分^寸其穩(wěn)定性和可 靠性都有相當(dāng)高的要求，目前應(yīng)用于稱重系統(tǒng)的傳感器的 主要類型有：電阻應(yīng)變式、電阻式、電壓式、剪切式、振弦式 壓力傳感器,面波諧振稱重傳感器，微處理器電子稱重傳 感器等。

(1)電阻應(yīng)變式稱重傳感器。在彈性元件表面粘貼 有應(yīng)變片，彈性元件在受力之后會(huì)發(fā)生一定的彈性變形， 引起應(yīng)變片也發(fā)生相應(yīng)的變形，當(dāng)應(yīng)變片變形后，它的阻 值將增大或變小,這時(shí),通過(guò)測(cè)量電路將此變形情況轉(zhuǎn)換 為電流信號(hào)。這種將力變形轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的處理方法就 稱為電阻應(yīng)變式稱重傳感器。

（2）壓力傳感器的原理是正壓電效應(yīng)。在對(duì)壓電材 料施以物理壓力時(shí)，材料體內(nèi)之電偶極矩會(huì)因壓縮而變 短，此時(shí)壓電材料為抵抗該變化，會(huì)在材料相對(duì)的表面上 產(chǎn)生等量正負(fù)電荷，以保持原狀。該傳感器的優(yōu)點(diǎn)是具有 高的靈敏度和分辨率，結(jié)構(gòu)小巧。缺點(diǎn)是，緊固應(yīng)力被施 加到壓電元件的核心，它有可能彎曲受力變形的影響，導(dǎo) 致傳感器的線性度和動(dòng)態(tài)性能退化。此外，在環(huán)境溫度變 化下,膜片的預(yù)應(yīng)力變化時(shí)導(dǎo)致壓電元件也發(fā)生變化，從 而產(chǎn)生輸出誤差。

（3）軸銷(xiāo)剪切式稱重傳感器。一根承受剪力作用的 圓軸，可以簡(jiǎn)化為兩端簡(jiǎn)支梁，中間受一個(gè)空心截面梁的 集中載荷作用。其發(fā)生剪切變形的應(yīng)變儀的電阻連接到 中心孔槽的中心，由于應(yīng)變計(jì)嵌在深孔內(nèi)，需要購(gòu)置和設(shè) 計(jì)專用的噴砂處理、劃線貼片、加壓固化工具和裝備因此 對(duì)制造商的要求很高。

（4）振弦式壓力傳感器。這類傳感器主要用于實(shí)驗(yàn) 室和工業(yè)電子平臺(tái)秤、電子皮帶秤等。以張緊的鋼弦作為 敏感元件,鋼弦的固有振動(dòng)頻率與其張力有關(guān)，對(duì)于一個(gè) 給定長(zhǎng)度的鋼弦,在被測(cè)壓力的作用下，鋼弦松緊程度出 現(xiàn)變化,固有的振動(dòng)頻率也隨之改變，即振弦的振動(dòng)頻率 反映了被測(cè)壓力的大小。

（5）面波諧振稱重傳感器的原理是利用重力和頻率 的轉(zhuǎn)換變化關(guān)系。通過(guò)超聲波發(fā)射器的交流電壓驅(qū)動(dòng)由 多個(gè)石英對(duì)底的梳狀電極根據(jù)波浪方向同時(shí)發(fā)射的逆壓電效應(yīng),石英對(duì)底用于彈性體的測(cè)量。利用此壓電效應(yīng)， 兩個(gè)相同的配置可以被轉(zhuǎn)換成交流電壓波。

(6)微處理器電子稱重傳感器。傳統(tǒng)的模擬測(cè)量電 路字邏輯僅依賴于系統(tǒng)，不能滿足電子稱量的精度控 制要求4寺別是在自動(dòng)化過(guò)程的控制中。而將微處理器和 模擬電路相結(jié)合,可以輕而易舉地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)稱重，同時(shí)也 改善了工作的靈活性，可以對(duì)程序預(yù)先編程，實(shí)現(xiàn)加工控 制、自動(dòng)校準(zhǔn)等主要的功能。

2.國(guó)內(nèi)地磅稱重傳感器的研究現(xiàn)狀

目前，我國(guó)稱重傳感器產(chǎn)品中，靜態(tài)秤己經(jīng)滿足國(guó)際 法制計(jì)量組織III級(jí)秤的要求。靜態(tài)使用的工藝秤也能達(dá) 0.1% -0.3%的準(zhǔn)確度。動(dòng)態(tài)稱重能夠達(dá)到國(guó)家規(guī)定的 0.5級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求,個(gè)別產(chǎn)品可以達(dá)到0.2級(jí)。總體來(lái)說(shuō),我 國(guó)電子稱重裝置的水平相當(dāng)于發(fā)達(dá)國(guó)家20世紀(jì)80年代 中期的水平，尚存在不少差距,突出表現(xiàn)在電子秤數(shù)量上 所占比例僅為6. 6% ,其中工業(yè)用電子衡器為40. 8% ,商 用電子衡器為6.4%。而發(fā)達(dá)國(guó)家的工業(yè)用電子衡器為 80% -90% ,商用衡器為50% -60%。其次是品種少，功 能不全,還不能滿足經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科技進(jìn)步的需求。

現(xiàn)在,靜態(tài)稱重用的傳感器已經(jīng)有了較為滿意的性能 指標(biāo)。但是，由于用于動(dòng)態(tài)稱重傳感器的動(dòng)態(tài)特性設(shè)計(jì)還 沒(méi)有受到足夠的重視觀階段動(dòng)態(tài)稱重用的傳感器均使用 靜態(tài)稱重所用的傳感器，由于這類傳感器的響應(yīng)速度慢和 超調(diào)量大在很大程度上限制了動(dòng)態(tài)稱重的速度和準(zhǔn)確 度°

我國(guó)稱重傳感器的類型與國(guó)外傳感器的類型基本相 似。隨著我國(guó)稱重系統(tǒng)的不斷發(fā)展通過(guò)吸收國(guó)外稱重傳 感器的先進(jìn)技術(shù),研究設(shè)計(jì)出了適合我們國(guó)家的產(chǎn)品，從 技術(shù)和工藝水平方面都有一定的提高，為國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)提供 了大量質(zhì)優(yōu)的產(chǎn)品。不過(guò)在有些重要的質(zhì)量指標(biāo)上，各項(xiàng) 工藝技術(shù)還有所欠缺，仍存在較大差距，所以將來(lái)在準(zhǔn)確 度、穩(wěn)定性等重要的參數(shù)指標(biāo)方面需要更多的研究。

3.地磅稱重傳感器的儀表應(yīng)用

在稱重系統(tǒng)中,傳感器的主要作用是測(cè)量系統(tǒng)的輸入 端,它與被測(cè)的重量（或力）、過(guò)程（或系統(tǒng)）相連接，并給 出一個(gè)取決于被測(cè)量的輸出信號(hào)。在工業(yè)企業(yè)中應(yīng)用的 稱重儀表的性能通常是用變差、穩(wěn)固性和敏銳度三個(gè)指標(biāo) 來(lái)衡量的。

(1)變差。指稱重儀表被測(cè)變量多次從差異偏向到 達(dá)同一數(shù)值時(shí),儀表指示值之間的最大差值。即儀表在外 界條件穩(wěn)固的環(huán)境下，被測(cè)參數(shù)由小到大變革（正向特 性）和被測(cè)參數(shù)由大到小變革（反向特性）不劃一的程度， 兩者之差即為儀表變差。另外稱重控制儀表的可靠性是 化工企業(yè)儀表的另一性能指標(biāo)?？煽啃院蛢x表維護(hù)量是 相反的指標(biāo),儀表可靠性高表明儀表維護(hù)量小;反之,儀表 可靠性差其維護(hù)量就大。對(duì)于化工企業(yè)檢測(cè)與進(jìn)程控制

儀表,一般安置在工藝管道、塔、釜、罐、器上。

（2）穩(wěn)固性。在劃定事情條件內(nèi)稱重儀表某些性能 隨時(shí)間連結(jié)穩(wěn)固的本領(lǐng)稱為穩(wěn)固性（度）.：儀表穩(wěn)固性是 化工企業(yè)非常關(guān)注的性能指標(biāo)。由于化工企業(yè)利用儀表 的環(huán)境比較惡劣,被測(cè)量的介質(zhì)溫度、壓力變革也相對(duì)較 大,在這種環(huán)境中，儀表的某些部件的穩(wěn)固性會(huì)隨時(shí)間的 變化而低沉,造成整個(gè)儀表的穩(wěn)固性降落。化工企業(yè)通常 用儀表零漂移來(lái)衡量?jī)x表的穩(wěn)固性。稱重儀表穩(wěn)固性的 優(yōu)劣直接關(guān)系到儀表的利用范疇，偶然直接影響化工生 產(chǎn)麓!固性不好造成的影響比儀表精度降落對(duì)化工生產(chǎn)的 影響還要大。穩(wěn)固性不好，儀表維護(hù)量也就大，是儀表工 最不希望看到的事情。

（3）敏銳度。敏銳度也稱“放大比”，即為儀表靜特性 沿切線方向上各點(diǎn)的斜率。增大放大倍數(shù)可以提高儀表 敏銳度,單純加大敏銳度并不能改變儀表的性能，即稱重 儀表精度并沒(méi)有提高相反偶然會(huì)出現(xiàn)振蕩征象，造成輸 出不穩(wěn)固。儀表敏銳度應(yīng)選擇怡當(dāng)?shù)闹怠?/span>

從以上性能指標(biāo)中，我們不難看出，傳感器性能的好 壞,直接影響著稱重儀表的性能。

4.地磅稱重傳感器的選用

稱重傳感器的選擇要考慮的因素很多，實(shí)際使用中， 我們主要從以下幾個(gè)方面考慮:首先根據(jù)據(jù)你的目的,在稱 重傳感器的選擇范圍內(nèi)基于最大秤重值和選定傳感器的 最大數(shù)目，可以生成負(fù)載和動(dòng)態(tài)負(fù)載因素綜合評(píng)價(jià)。一般 來(lái)說(shuō),傳感器的量程越接近分配到每個(gè)傳感器的負(fù)載稱 量精度就越高。但在實(shí)際使用中，除了被稱物體外，傳感 器的有效載荷還有秤體自重、振動(dòng)所造成的沖擊載荷等， 因此,傳感器的選擇/必須考慮許多因素，以確保安全和傳 感器的使用壽命。其次，稱重傳感器的精度包括非線性、 蠕變、滯后、重復(fù)性、靈敏度等技術(shù)指標(biāo)。在通常選擇時(shí)， 不應(yīng)盲目追求高品位的傳感器應(yīng)考慮電子秤的精度和成 本。稱重傳感器的形式取決于稱重方式和安裝空間的選 擇，以確保正確安裝及稱重安全。最后，參考制造商的說(shuō) 明書(shū)。稱重傳感器制造商通常會(huì)提供傳感器的受力情況、 性能指標(biāo)、安裝形式、結(jié)構(gòu)、彈性材料等情況，以備正確選 用，合理使用。