稱重傳感器工作原理

1、稱重傳感器工作原理摘錄時(shí)間:2009-12-6 22:07:20深圳市秦合源科技有限公司一、各傳感器原理壓電傳感器：基于壓電效應(yīng)的傳感器。 是一種自發(fā)電式和機(jī)電轉(zhuǎn)換式傳感器。它的敏感元件由壓電材料制成。 壓電材料受力后表面產(chǎn)生電荷。此電荷經(jīng)電荷放大器和測(cè)量電路放大和變換阻抗后就成為正比于所受外力的電量輸出。壓電式傳感器用于測(cè)量力和能變換為力的非電物理量，如壓力、加速度等 （見壓電式壓力傳感器、加速度計(jì) ）。它的優(yōu)點(diǎn)是頻帶寬、靈 敏度高、信噪比高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠和重量輕等。缺點(diǎn)是某些壓電材料需要防潮措施， 而且輸出的直流響應(yīng)差， 需要采用高輸入阻抗電路或電荷放大器來(lái)克服這一缺陷。配套儀表和低

2、噪聲、小電容、高絕緣電阻電纜的出現(xiàn)， 使壓電傳感器的使用更為方便。它廣泛應(yīng)用于 工程力學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、電聲學(xué)等技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)變傳感器：應(yīng)變傳感器是國(guó)內(nèi)外應(yīng)用較廣泛的一種，它是以電阻應(yīng)變計(jì)為轉(zhuǎn)換元件 ，將非電量如：力、壓力、位移、加速度、扭矩等參數(shù)轉(zhuǎn)換為電量。光電傳感器：將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的傳感器熱電傳感器：將熱信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的傳感器電容式傳感器原理電容式傳感器原理二、各傳感器應(yīng)用電容式壓力傳感器科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展極大地豐富了壓力測(cè)量產(chǎn)品的種類，現(xiàn)在，壓力傳感器的敏感原理不僅有電容式、壓阻式、金屬應(yīng)變式、霍爾式、振筒式等等但仍以電容式、壓阻式和金屬應(yīng)變式傳感器最為多見。金屬應(yīng)變式壓力傳感器是一種歷

3、史較長(zhǎng)的壓力傳感器，但由于它存在遲滯、蠕變及溫度性能差等缺點(diǎn)，其應(yīng)用場(chǎng)合受到了很大的限制。壓阻式傳感器是利用半導(dǎo)體壓阻效應(yīng)制造的一種新型的傳感器，它具有制造方便，成本低廉等特點(diǎn)，但由于半導(dǎo)體材料對(duì)溫度極為敏感， 所以其性能受溫度影響較大， 產(chǎn)品的一致 性較差。電容式傳感器是應(yīng)用最廣泛的一種壓力傳感器,其原理十分簡(jiǎn)單。一個(gè)無(wú)限大平行平板電容器的電容值可表示為：C= £ s/d （&為平行平板間介質(zhì)的介電常數(shù)，d為極板的間距，s為極板的覆蓋面積）改變其中某個(gè)參數(shù)，即可改變電容量。由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，幾乎所有電容式壓力傳感器均采用改變間隙的方法來(lái)獲得可變電容。電容式傳感器的初始電容值較小

4、，一般為幾十皮法，它極易受到導(dǎo)線電容和電路的分布電容的影響，因而必須采用先進(jìn)的電子線路才能檢測(cè)出電容的微小變化?？梢哉f(shuō)，一個(gè)好的電容式傳感器應(yīng)該是可變電容設(shè)計(jì)和信號(hào)處理電路的完美結(jié) 合機(jī)械磅秤是利用杠桿位移原理秤量被測(cè)物體的質(zhì)量，它是一種模擬測(cè)量，所以顯示值誤差很大。電子衡器是利用傳感器測(cè)量原理，它是把外部的壓力通過(guò)傳感器的彈性梁變形使之貼在上面的應(yīng)變片發(fā)生阻值變化，在激勵(lì)電壓的作用下， 輸出與被測(cè)物成正比的模擬的電信號(hào)，給AD電路。電子衡器的AD電路，它把傳感器送來(lái)的模擬信號(hào)進(jìn)行調(diào)制、放大、濾波、取樣、積分，輸出穩(wěn)定高效的數(shù)字信號(hào)，送給中央微處理器（ CPU，由CPU控制內(nèi)部的工作程序通過(guò)顯

5、 示電路，顯示出被測(cè)物重量值。秤量的標(biāo)定，是由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)量值（法定石去碼）的質(zhì)量，輸出的數(shù)字碼（BC咽）與CPU內(nèi)部程序存儲(chǔ)器所編制的程序校準(zhǔn)碼一致時(shí)，便可完成秤量標(biāo)定。模擬衡器是靠標(biāo)準(zhǔn)缺碼直接標(biāo)定，技術(shù)含量低，容易作假（取決于標(biāo)準(zhǔn)缺碼的質(zhì)量）。電子衡器的秤量標(biāo)定需要標(biāo)準(zhǔn) 缺碼，但還需要標(biāo)定密碼。標(biāo)定密碼由衡器生產(chǎn)廠家掌握，它是嚴(yán)格保密的。電子衡器的非法標(biāo)定是利用標(biāo)準(zhǔn)缺碼的質(zhì)量值與校準(zhǔn)程序的校準(zhǔn)碼值的允許范圍來(lái)進(jìn)行的，因?yàn)樾?zhǔn)數(shù)碼值是有一定范圍空間的（例如最大秤量150kg的電子秤，它的50kg內(nèi)碼值是在1200018000范圍內(nèi)都可以標(biāo)定為 50kg顯示值。如果標(biāo)定石去碼實(shí)際質(zhì)量是 49kg

6、標(biāo)定出的顯示值是 50kg,那么該電子秤顯示 150kg時(shí)它的實(shí)際重量是 147kg。這種秤在市場(chǎng) 貿(mào)易中就會(huì)造成什么后果，不言而喻。這就是法制計(jì)量在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要性。第一部分電子秤的原理方框圖：程式K/B（按鍵）Fx傳感器OP放大A/D轉(zhuǎn)換CPU顯示驅(qū)動(dòng) 顯示屏 記憶體工作流程說(shuō)明：當(dāng)物體放在秤盤上時(shí)，壓力施給傳感器，該傳感器發(fā)生形變，從而使阻抗發(fā)生變化，同時(shí)使用激勵(lì)電壓發(fā)生變化，輸出一個(gè)變化的模擬信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)放大電路放大輸出到模數(shù)轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換成便于處理的數(shù)字信號(hào)輸出到CPL算控制。CPie據(jù)鍵盤命令以及程序?qū)⑦@種結(jié)果輸出到顯示器。直至顯示這種結(jié)果。第二部分秤的分類：1.按原理分：電子秤

7、機(jī)械秤機(jī)電結(jié)合秤2.按功能分：計(jì)數(shù)秤計(jì) 價(jià)秤計(jì)重秤3.按用途分：工業(yè)秤 商業(yè)秤特種秤第三部分 秤的種類：1.桌面秤 指全稱量在30Kg以下的電子秤2.臺(tái)秤 指全稱量在 30-300Kg以內(nèi)的電子秤 3.地磅 指全稱量在300Kg以上的電子秤 4.精密天平第四部分 按精確度分類：I級(jí)：特種夭平 精密度 1/10萬(wàn)II級(jí)：高精度夭平1/1 萬(wàn)v精密度v 1/10萬(wàn)III 級(jí)：中精度夭平 1/1000 精密度v 1/1萬(wàn)IV級(jí)： 普通秤 1/100 精密度 v 1/1000第五部分 專業(yè)術(shù)語(yǔ)：1.最大稱量：一臺(tái)電子秤不計(jì)皮重，所能稱量的最大的載荷；2.最小稱量：一臺(tái)電子秤在低于該值時(shí)會(huì)出現(xiàn)的一個(gè)相對(duì)

8、誤差；3.安全載荷：120%正常稱量范圍；4.額定載荷：正常稱量范圍；5.允許誤差：等級(jí)檢定時(shí)允許的最大偏差；6.感量： 一臺(tái)電子秤所能顯示的最小刻度；通常用“d”來(lái)表示；7.解析量：一臺(tái)具有計(jì)數(shù)功能的電子秤，所能分辯的最小刻度；8.解析度：一臺(tái)具有計(jì)數(shù)功能的電子秤，內(nèi)部具有分辯能力的一個(gè)參數(shù)；9.預(yù)熱時(shí)間：一臺(tái)秤達(dá)到各項(xiàng)指標(biāo)所用的時(shí)間；10.精度： 感量與全稱量的比值；11.電子秤使用環(huán)境溫度為：-10攝氏度 到40攝氏度12.臺(tái)秤的臺(tái)面規(guī)格：25cm X 30cm 30cm X 40cm 40cm X 50cm 42cm X 52cm 45cm X 60cm第六部分電子秤的特點(diǎn)：1.實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)

9、距離操作；2.實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制；3.數(shù)字顯示直觀、 減小人為誤差；4.準(zhǔn)確度高、分辯率強(qiáng)；5.稱量范圍廣；6.特有功能：扣重、預(yù)扣重、歸零、 累計(jì)、警示等；7.維護(hù)簡(jiǎn)單；8.體積小；9.安裝、校正簡(jiǎn)單；10.特種行業(yè)，可接打印機(jī)或 電腦驅(qū)動(dòng)；11.智能化電子秤，反應(yīng)快，效率高 ；第七部分 電子秤檢查過(guò)程：1.首先整體檢查：有無(wú)磨損和損壞 ；2.能否開機(jī)：開機(jī)后 是否從0到9依次顯示、數(shù)字是否模糊、能否歸零；3.有無(wú)背光；4.用缺碼測(cè)試能否稱重；5. 充電器是否完好，能否使用；6.配件是否齊全；第八部分 傳感器類型：1.電阻式：價(jià)格適中、精度高、使用廣泛；2.電容式：體積小、 精度低；3.磁浮式：

10、特高精度、造價(jià)高；4.油壓式：現(xiàn)市場(chǎng)上已淘汰；顯示器種類：1.LCD （液晶顯示）：免插電、省電、附帶背光；2.LED :免插電、耗電、很亮；3.燈管：插電、耗電、很高；K/B （按鍵）類型：1.薄膜按鍵：觸點(diǎn)式；2.機(jī)械按鍵：由許多單獨(dú)按鍵組合 在一起；傳感器的特性：1.額定載荷；2.輸出靈敏度；3.非線性；4.滯后；5.重復(fù)性；6. 蠕變；7.零點(diǎn)輸出影響；8.額定輸出溫度影響；9.零點(diǎn)輸入；10.輸入阻抗；11.輸出阻抗；12. 絕緣阻抗；13.容許激勵(lì)電壓;（5-18V）第九部分 傳感器損壞后現(xiàn)象：1.稱量不準(zhǔn)；2.顯示不歸零；3.顯示的數(shù)字亂跳 判斷 傳感器的+E、-E、+S -S

11、1.先用電阻檔測(cè) 4條線兩兩這間的電阻值， 共有6組。如為400-450 歐則為+E、-E;如果為350歐，則為+S、-S;為290歐，則為R橋臂；2.在+E、-E端接上+_5V 電壓，傳感器正確施加一個(gè)壓力，如輸出 +_S增大，則紅表筆為+S,反之-S;第十部分 高精度計(jì)數(shù)秤特點(diǎn)：1.Kg/Ib 單位轉(zhuǎn)換功能；2.零點(diǎn)顯示范圍、調(diào)整功能（GLH 系列沒有）3.取樣速度調(diào)節(jié)功能；4.有10組單重記憶功能；5.可同時(shí)進(jìn)行重量、數(shù)量、累 計(jì)功能（GLH只有數(shù)量累計(jì)）6.可設(shè)定重量、數(shù)量上限警示功能；7.自動(dòng)零點(diǎn)追蹤、溫度線性校正；8.扣重及預(yù)扣重功能；9.待機(jī)功能；10.有零點(diǎn)顯示范圍和零點(diǎn)跟蹤范

12、圍；11.有電池電壓管制限制功能；壓阻式傳感器是根據(jù)半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)在半導(dǎo)體材料的基片上經(jīng)擴(kuò)散電阻而制成 的器件。其基片可直接作為測(cè)量傳感元件，擴(kuò)散電阻在基片內(nèi)接成電橋形式。當(dāng)基片受到外力作用而產(chǎn)生形變時(shí)，各電阻值將發(fā)生變化，電橋就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的不平衡輸出。用作壓阻式傳感器的基片（或稱膜片）材料主要為硅片和錯(cuò)片，硅片為敏感材料而制成的硅壓阻傳感器越來(lái)越受到人們的重視，尤其是以測(cè)量壓力和速度的固態(tài)壓阻式傳感器應(yīng)用最為普遍。傳感器的靈敏度靈敏度是指?jìng)鞲衅髟诜€(wěn)態(tài)工作情況下輸出量變化y對(duì)輸入量變化x的比值。它是輸出一輸入特性曲線的斜率。如果傳感器的輸出和輸入之間顯線性關(guān)系，則靈敏度S是一個(gè)常數(shù)。否則

13、，它將隨輸入量的變化而變化。靈敏度的量綱是輸出、輸入量的量綱之比。例如，某位移傳感器，在位移變化1mm時(shí)，輸出電壓變化為200mV則其靈敏度應(yīng)表示為 200mV/mm當(dāng)傳感器的輸出、輸入量的量綱相同時(shí)，靈敏度可理解為放大倍數(shù)。提高靈敏度，可得到較高的測(cè)量精度。但靈敏度愈高，測(cè)量范圍愈窄，穩(wěn)定性也往往愈差。傳感器常用術(shù)語(yǔ)1.傳感器能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置。通常有敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。 敏感元件是指?jìng)鞲衅髦心苤苯樱ɑ蝽憫?yīng)）被測(cè)量的部分。3 轉(zhuǎn)換元件指?jìng)鞲衅髦心茌^敏感元件感受（或響應(yīng)）的北側(cè)量轉(zhuǎn)換成是與傳輸和 （或） 測(cè)量的電信號(hào)部分。 當(dāng)輸出為規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)信

14、號(hào)時(shí)，則稱為變送器。2. 測(cè)量范圍在允許誤差限內(nèi)被測(cè)量值的范圍。3. 量程測(cè)量范圍上限值和下限值的代數(shù)差。4. 精確度被測(cè)量的測(cè)量結(jié)果與真值間的一致程度。5. 從復(fù)性在所有下述條件下，對(duì)同一被測(cè)的量進(jìn)行多次連續(xù)測(cè)量所得結(jié)果之間的符合程度:相同測(cè)量方法：相同觀測(cè)者：相同測(cè)量?jī)x器：相同地點(diǎn)：相同使用條件：在短時(shí)期內(nèi)的重復(fù)。6. 分辨力傳感器在規(guī)定測(cè)量范圍圓可能檢測(cè)出的被測(cè)量的最小變化量。7. 閾值能使傳感器輸出端產(chǎn)生可測(cè)變化量的被測(cè)量的最小變化量。8. 零位使輸出的絕對(duì)值為最小的狀態(tài)，例如平衡狀態(tài)。9. 激勵(lì)為使傳感器正常工作而施加的外部能量（電壓或電流）。10. 最大激勵(lì)在市內(nèi)條件下，能夠施加到

15、傳感器上的激勵(lì)電壓或電流的最大值。11. 輸入阻抗在輸出端短路時(shí)，傳感器輸入的端測(cè)得的阻抗。有傳感器產(chǎn)生的與外加被測(cè)量成函數(shù)關(guān)系的電量。13. 輸出阻抗在輸入端短路時(shí)，傳感器輸出端測(cè)得的阻抗。14. 零點(diǎn)輸出在市內(nèi)條件下，所加被測(cè)量為零時(shí)傳感器的輸出。15. 滯后在規(guī)定的范圍內(nèi)，當(dāng)被測(cè)量值增加和減少時(shí)，輸出中出現(xiàn)的最大差值。16. 遲后輸出信號(hào)變化相對(duì)于輸入信號(hào)變化的時(shí)間延遲。17. 漂移在一定的時(shí)間間隔內(nèi)，傳感器輸出終于被測(cè)量無(wú)關(guān)的不需要的變化量。18. 零點(diǎn)漂移在規(guī)定的時(shí)間間隔及室內(nèi)條件下零點(diǎn)輸出時(shí)的變化。19. 靈敏度傳感器輸出量的增量與相應(yīng)的輸入量增量之比。20. 靈敏度漂移由于靈敏度的變化而引起的校準(zhǔn)曲線斜率的變化。21. 熱靈敏度漂移由于靈敏度的變化而引起的靈敏度漂移。22. 熱零點(diǎn)漂移由于周圍溫度變化而引起的零點(diǎn)漂移23. 線性度校準(zhǔn)曲線與