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称重传感器的概述

文章作者:深圳市聚利兴仪器有限公司    时间:2015/6/1 15:14:54

一、传感器的定义(GB7665-2005《传感器通用术语》)  


传感器 (transducer/sensor)能感受被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成。  


注 1 敏感元件(sensing element),指传感器中能直接感受或响应被测量的部分。  


注 2: 转换元件(transducing element),指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传愉或测量的电信号部分。  


注 3: 当输出为规定的标准信号时,则称为变送器(transmitter)。  


注 4: 英文单词中的斜线符号“/’,表示其前后的词通用(下同)  


物理量传感器(physical transducer/sensor):能感受规定物理量并转换成可用输出信号的传感器。  


数字式传感器(digital transducer/sensor):输出信号为数字量或数字编码的传感器。  


模拟式传感器(analog transducer/sensor):输出信号为模拟量的传感器。  


力学量传感器(mechanical quantity transducer/sensor):能感受力学量并转换成可用输出信号的传感器。  


重量(称重)传感器(weighting transducer/sensor):能感受物体重量并转换成可用输出信号的传感器。  


注: ( ) 内 的词为可换的词,即同义词  


二、传感器发展方向   


1.  高精度、高灵敏度;   


2.  高可靠性、宽温度范围、抗干扰强;   


3.  微型化(小尺寸、重量轻)和高强度;   


4.  微功耗及无源化;   


5.  智能化、数字化、高响应速率;   


6.  互换性好,成本低,安全无污染方向;   


7.  抗环境影响(热、振动、酸、碱、水、空气)能力强方向   


8.  仿生传感器:将传感器的功能与人类 5 大感觉器官相比拟: 1) 光敏——视觉;2) 声敏——听觉; 3) 气敏——嗅觉;4) 化学——味觉;5) 压敏、温敏、流体传感器——触觉   


   在称重传感器主要技术指标的基本概念和评价方法上,新旧国标有质的差异。 传统概念上,负荷传感器是称重传感器、测力传感器的统称,用单项参数评价它的计量特性。旧国标将应用对象和使用环境条件完全不同的“称重”和“测力”两种传感器合二为一来考虑,对试验和评价方法未给予区分。旧国标共有 21 项指标,均在常温下进行试验;并用非线性、滞后误差、重复性误差、蠕变、零点温度附加误差以及额定输出温度附加误差 6 项指标中的最大误差,来确定称重传感器准确度等级,分别用 0.02、0.03、0.05...1.0表示。   



   衡器上使用的一种力传感器。它能将作用在被测物体上的重力按一定比例转换成可计量的输出信号。考虑到不同使用地点的重力加速度和空气浮力对转换的影响,称重传感器的性能指标主要有线性误差、滞后误差、重复性误差、蠕变、零点温度特性和灵敏度温度特性等。在各种衡器和质量计量系统中,通常用综合误差带来综合控制传感器准确度,并将综合误差带与衡器误差带联系起来,以便选用对应于某一准确度衡器的称重传感器。国际法制计量组织(OIML)规定,传感器的误差带 δ 占衡器误差带 Δ 的 70%,称重传感器的线性误差、滞后误差以及在规定温度范围内由于温度对灵敏度的影响所引起的误差等的总和不能超过误差带 δ。这就允许制造厂对构成计量总误差的各个分量进行调整,从而获得期望的准确度。  


    称重传感器按转换方法分为光电式、液压式、电磁力式、电容式、磁极变形式、振动式、陀螺仪式、电阻应变式等 8 类,以电阻应变式使用最广。   


电阻应变式传感器:利用电阻应变片变形时其电阻也随之改变的原理工作。主要由弹性元件、电阻应变片、测量电路和传输电缆 4部分组成。电阻应变片贴在弹性元件上,弹性元件受力变形时,其上的应变片随之变形,并导致电阻改变。测量电路测出应变片电阻的变化并变换为与外力大小成比例的电信号输出。电信号经处理后以数字形式显示出被测物的质量。   


   电阻应变式传感器的称量范围为 300g 至数吨,计量准确度达 1/1000~1/10000,结构较简单,可靠性较好。大部分电子衡器均使用此传感器。   


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