各類稱重傳感器的技術原理及參數

各類稱重傳感器的技術原理及參數

振動式傳感器 彈性元件受力后，其固有振動頻率與作用力的平方根成正比。測出固有頻率的變化，求出被測物作用在彈性元件上的力，進而求出其質量。振動式傳感器有振弦式和音叉式兩種。

振弦式傳感器的彈性元件是弦絲。當承重臺上加有被測物時，V形弦絲的交點被拉向下，且左弦的拉力增大，右弦的拉力減小。兩根弦的固有頻率發生不同的變化。求出兩根弦的頻率之差，求出被測物的質量。振弦式傳感器的準確度較高，可達1/1000～1/10000，稱量范圍為100克至幾百千克，但結構，加工難度大，造價高。

 

音叉式傳感器的彈性元件是音叉。音叉端部固定有壓電元件，它以音叉的固有頻率振蕩，并可測出振蕩頻率。當承重臺上加有被測物時，音叉拉伸方向受力而固有頻率，的程度與施加力的平方根成正比。測出固有頻率的變化，求出重物施加于音叉上的力，進而求出重物質量。音叉式傳感器耗電量小，計量準確度高達 1/10000～1/200000，稱量范圍為500g～10kg。
陀螺儀式傳感器 轉子裝在內框架中，以角速度ω繞X軸穩定旋轉。內框架經軸承與外框架聯接，并可繞水平軸 Y 傾斜轉動。外框架經萬向聯軸節與機座聯接，并可繞垂直軸Z 旋轉。轉子軸 （X軸）在未受外力作用時保持水平。轉子軸的一端在受到外力（P/2）作用時，產生傾斜而繞垂直軸Z 轉動（進動）。進動角速度ω與外力P/2成正比，通過檢測頻率的方法測出ω，求出外力大小，進而求出產生此外力的被測物的質量。

 

液壓式傳感器 ，在受被測物重力P作用時，液壓油的壓力增大，增大的程度與P成正比。測出壓力的增大值，確定被測物的質量。液壓式傳感器結構簡單而牢固，測量范圍大，但準確度不超過1/100。

電磁力式傳感器它承重臺上的負荷與電磁力相平衡的原理工作（圖5）。當承重臺上放有被測物時，杠桿的一端向上傾斜；光電件檢測出傾斜度信號，經放大后流入線圈，產生電磁力，使杠桿恢復至平衡。對產生電磁平衡力的電流進行數字轉換，確定被測物質量。電磁力式傳感器準確度高，可達 1/2000～1/60000，但稱量范圍僅在幾十毫克至10千克。
電容式傳感器，它電容器振蕩電路的振蕩頻率f與極板間距d 的正比例關系工作（圖6 ）。極板有兩塊，一塊固定不動，另一塊可移動。在承重臺加載被測物時，板簧撓曲，兩極板的距離發生變化，電路的振蕩頻率也隨之變化。測出頻率的變化求出承重臺上被測物的質量。電容式傳感器耗電量少，造價低，準確度為1/200～1/500。

    磁極變形式傳感器，鐵磁元件在被測物重力作用下發生機械變形時，內部產生應力并引起導磁率變化，使繞在鐵磁元件（磁極）兩側的次級線圈的感應電壓也隨之變化。測量出電壓的變化量求出加到磁極上的力，進而確定被測物的質量。磁極變形式傳感器的準確度不高，為1/100，適用于大噸位稱量工作，稱量范圍為幾十至幾萬千克。

 

光電式傳感器分為：光柵式和碼盤式兩種。
光柵式傳感器光柵形成的莫爾條紋把角位移轉換成光電信號。光柵有兩塊，一為固定光柵，另一為裝在表盤軸上的移動光柵。加在承重臺上的被測物通過傳力杠桿系統使表盤軸旋轉，帶動移動光柵轉動，使莫爾條紋也隨之移動。光電管、轉換電路和顯示儀表，計算出移過的莫爾條紋數量，測出光柵轉動角的大小，從而確定和讀出被測物質量。

 

碼盤式傳感器的碼盤（符號板）是一塊裝在表盤軸上的透明玻璃，上面帶有按編碼方法編定的黑白相間的代碼。加在承重臺上的被測物通過傳力杠桿使表盤軸旋轉時，碼盤也隨之轉過角度。光電池將透過碼盤接受光信號并轉換成電信號，然后由電路進行數字，zui后在顯示器上顯示出代表被測質量的數字。光電式傳感器曾主要用在機電結合秤上。