稱重傳感器

稱重傳感器發(fā)展歷史

在應(yīng)變計(jì)稱重傳感器成為工業(yè)稱重領(lǐng)域常用的稱重方法之前，人們普遍使用機(jī)械杠桿秤。機(jī)械秤可以稱量從藥丸到列車車廂的所有物品，只要適當(dāng)校準(zhǔn)和維護(hù)，即可保證足夠的精度和可靠性。其工作方式包括利用重量平衡機(jī)制或者檢測由機(jī)械杠桿產(chǎn)生的力。最早的預(yù)應(yīng)變計(jì)測力傳感器包括液壓和氣動兩種設(shè)計(jì)。1843 年，英國物理學(xué)家 Charles Wheatstone 爵士發(fā)明了可測量電阻的電橋電路?；菟雇姌螂娐贩浅＿m用于測量應(yīng)變計(jì)中的電阻變化。盡管第一臺粘貼式電阻絲應(yīng)變計(jì)早在二十世紀(jì)四十年代就已開發(fā)出來，但直到現(xiàn)代電子技術(shù)蓬勃發(fā)展，這項(xiàng)技術(shù)才有了技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可行性。而從那時(shí)起，應(yīng)變計(jì)就廣泛地應(yīng)用在機(jī)械秤和獨(dú)立稱重傳感器中。

稱重傳感器工作原理

稱重傳感器的設(shè)計(jì)可按生成的輸出信號類型（氣動、液壓、電氣）或重量檢測方式（彎梁、剪切梁、壓力、張力等）區(qū)分。

液壓稱重傳感器是一種力平衡設(shè)備，通過內(nèi)部填充液體的壓力變化測量重量。在滾動隔膜式液壓稱重傳感器中，作用在集料器上的負(fù)載或力將傳遞到活塞，進(jìn)而壓擠封閉在彈性隔膜腔中的填充液體。力越大，液壓液體的壓力就越大。此壓力值可在本地指示，也可發(fā)送到其它位置，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程指示或控制。輸出具有線性特性，相對來說不易受填充液體的容量和溫度的影響。如果稱重傳感器經(jīng)過適當(dāng)?shù)陌惭b和校準(zhǔn)，則精度可達(dá)到滿量程 0.25% 以內(nèi)，適用于大多數(shù)的過程稱重應(yīng)用。由于這種傳感器不使用電氣元件，因此非常適用于危險(xiǎn)區(qū)域。典型的液壓稱重傳感器應(yīng)用包括罐體、箱體和漏斗稱重。為了達(dá)到最高的精度，應(yīng)在罐體的每個(gè)支撐點(diǎn)放置一個(gè)稱重傳感器，通過將這些傳感器的輸出求和，得出罐體的總重量。了解更多關(guān)于稱重傳感器安裝方法

氣動稱重傳感器也利用力平衡原理。這些設(shè)備采用多個(gè)阻尼腔，可實(shí)現(xiàn)比液壓設(shè)備更高的精度。在一些設(shè)計(jì)中，第一個(gè)阻尼腔用作皮重腔。氣動稱重傳感器經(jīng)常用于對清潔程度和安全性要求較高的行業(yè)，可測量相對較小的重量。對溫度變化不敏感以及固有的防爆能力是這種稱重傳感器的兩大優(yōu)點(diǎn)。此外，即使隔膜破裂，其中的液體也不會造成污染。其缺點(diǎn)是，響應(yīng)速度相對較慢，并且需要清潔干燥的調(diào)節(jié)空氣或氮?dú)狻?

應(yīng)變計(jì)稱重傳感器可將作用在其上的負(fù)載轉(zhuǎn)換為電信號。應(yīng)變計(jì)粘合在梁或結(jié)構(gòu)構(gòu)件上，這些部件在承重時(shí)會發(fā)生變形。大多數(shù)情況下，使用四個(gè)應(yīng)變計(jì)可獲得最高的敏感度和溫度補(bǔ)償。通常兩個(gè)應(yīng)變計(jì)用于測量張力，另外兩個(gè)用于測量壓力，這些應(yīng)變計(jì)相互連接以實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償調(diào)整（如圖 7-2 所示）。承重時(shí)，應(yīng)力引發(fā)的應(yīng)變計(jì)電阻變化與負(fù)載成正比。隨著應(yīng)變計(jì)稱重傳感器的精度持續(xù)提高、單位成本持續(xù)下降，其它稱重傳感器正逐步退出歷史舞臺。

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壓力稱重傳感器
壓力稱重傳感器通常采用整體按鈕式設(shè)計(jì)。這種傳感器適合安裝在空間有限的區(qū)域，具有極佳的長期穩(wěn)定性。

壓力/張力稱重傳感器
壓力/張力稱重傳感器可用于負(fù)載在壓力和張力之間來回轉(zhuǎn)換的應(yīng)用。這種傳感器適用于空間有限的環(huán)境，其帶螺紋的端頭可方便安裝。

S 梁稱重傳感器
S 梁稱重傳感器因其 S 狀的外形而得名。S 梁稱重傳感器可在受到張力或壓力時(shí)提供相應(yīng)的輸出，適用于罐內(nèi)液位、漏斗和地秤等應(yīng)用。它具有極佳的抗側(cè)能力。

彎梁式稱重傳感器
彎梁式稱重傳感器適用于需要多個(gè)稱重傳感器的應(yīng)用，例如罐體稱重和工業(yè)過程控制。它采用低外形結(jié)構(gòu)，適用于空間有限的區(qū)域。

    平臺單點(diǎn)式稱重傳感器
    平臺單點(diǎn)式稱重傳感器用于商業(yè)和工業(yè)稱重系統(tǒng)。無論負(fù)載處于平臺的哪個(gè)位置，均可提供精確的讀數(shù)。

筒式稱重傳感器
筒式稱重傳感器適用于單稱重和多稱重應(yīng)用。許多此類傳感器均采用全不銹鋼設(shè)計(jì)，提供全方位的密封保護(hù)，適用于沖洗和潮濕區(qū)域。

小型稱重傳感器
小型稱重傳感器包括壓力和張力/壓力稱重傳感器。它采用方便安裝的安裝孔和內(nèi)螺紋。經(jīng)常用于稱重研究和流向力監(jiān)視。

稱重傳感器性能比較

類型	稱重范圍	精度 (FS)	應(yīng)用	優(yōu)點(diǎn)	缺點(diǎn)
機(jī)械稱重傳感器
液壓稱重傳感器	最高10,000,000 lb	0.25%	罐體、箱體和漏斗。 危險(xiǎn)區(qū)域。	作用廣、 對溫度不敏感。	昂貴、復(fù)雜。
氣動稱重傳感器	范圍廣	高	食品行業(yè)、危險(xiǎn)區(qū)域	本質(zhì)安全。 不含液體。	響應(yīng)速度慢。 需要清潔干燥的空氣
應(yīng)變計(jì)稱重傳感器
彎梁式稱重傳感器	10-5k lbs.	0.03%	罐體、臺秤	成本低、結(jié)構(gòu)簡單	應(yīng)變計(jì)外露， 需要保護(hù)
剪切梁式稱重傳感器	10-5k lbs.	0.03%	罐體、臺秤、 偏心負(fù)載	良好的抗側(cè)能力， 密封性和防護(hù)性更佳
筒式稱重傳感器	最高500k lbs.	0.05%	卡車、罐體、地秤和漏斗秤	可稱量移動負(fù)載	無水平負(fù)載保護(hù)
環(huán)形和薄餅形稱重傳感器	5- 500k lbs.		罐體、箱體、秤	全不銹鋼材質(zhì)	不允許負(fù)載移動
按鈕和墊圈式 稱重傳感器	0-50k lbs 0-200 lbs.（典型）	1%	小秤	體積小、價(jià)格低	負(fù)載必須居中放置， 不允許負(fù)載移動
其它稱重傳感器
螺旋形	0-40k lbs.	0.2%	平臺、叉車、車輪載荷、 汽車座椅重量	可處理偏軸負(fù)載、 過載、震動
光纖		0.1%	電力傳輸 電纜、螺柱或螺栓安裝	不受 RFI/EMI 和 高溫影響，本質(zhì)安全
壓阻		0.03%		靈敏度極高， 高信號輸出電平	成本高、非線性輸出

安裝稱重傳感器 技術(shù)學(xué)習(xí) - OMEGA Engineering? PID加自適應(yīng)模糊邏輯- 兩全其美之法 校準(zhǔn)入門手冊