隨著(zhù)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展越來(lái)越迅速稱(chēng)重系統大多數 時(shí)候需要對壓力進(jìn)行控制，并且反饋控制壓力信號，同時(shí) 也要求敏感器件輸出感應信號。最后，由壓力信號轉換為 電信號并實(shí)現自動(dòng)控制。

地磅稱(chēng)重傳感器是一種能夠將力轉換為電信號的裝置,在 電子稱(chēng)重儀中是一個(gè)非常重要的部件,能夠實(shí)現這類(lèi)功能 轉換的傳感器類(lèi)型很多，最常見(jiàn)的有電阻應變式、電磁力 式和電容式等。市場(chǎng)上大多數的產(chǎn)品主要用的還是電阻 應變式稱(chēng)重傳感器,這類(lèi)傳感器具有結構簡(jiǎn)單、精度高、適 用性廣的特點(diǎn),可用于條件相對較差的地方。因此，電阻 應變稱(chēng)重傳感器具有廣泛的應用前景。

1.國外地磅稱(chēng)重傳感器的現狀

自20世紀70年代以來(lái)，發(fā)達國家在電子稱(chēng)重方面， 其技術(shù)水平、品種和現模都達到了較高的水平。稱(chēng)重傳感 器在技術(shù)方面的主要標志是準確度、長(cháng)期穩定性和可靠 性。目前,作為貿易結算的靜態(tài)秤已經(jīng)能夠滿(mǎn)足以上要 求。IML規定:在穩定性方面,一年內不允許超差；在可靠 性方面,要求傳感器在正常使用條件下，其壽命應能達到 在十年以上超過(guò)20000小時(shí),能夠適應在各種惡劣 條件下使用；隹確度一般能夠達到0.1% -0.3%。

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

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

（2）壓力傳感器的原理是正壓電效應。在對壓電材 料施以物理壓力時(shí)，材料體內之電偶極矩會(huì )因壓縮而變 短，此時(shí)壓電材料為抵抗該變化，會(huì )在材料相對的表面上 產(chǎn)生等量正負電荷，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，結構小巧。缺點(diǎn)是，緊固應力被施 加到壓電元件的核心，它有可能彎曲受力變形的影響，導 致傳感器的線(xiàn)性度和動(dòng)態(tài)性能退化。此外，在環(huán)境溫度變 化下,膜片的預應力變化時(shí)導致壓電元件也發(fā)生變化，從 而產(chǎn)生輸出誤差。

（3）軸銷(xiāo)剪切式稱(chēng)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)生剪切變形的應變儀的電阻連接到 中心孔槽的中心，由于應變計嵌在深孔內，需要購置和設 計專(zhuān)用的噴砂處理、劃線(xiàn)貼片、加壓固化工具和裝備因此 對制造商的要求很高。

（4）振弦式壓力傳感器。這類(lèi)傳感器主要用于實(shí)驗 室和工業(yè)電子平臺秤、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)，對于一個(gè) 給定長(cháng)度的鋼弦,在被測壓力的作用下，鋼弦松緊程度出 現變化,固有的振動(dòng)頻率也隨之改變，即振弦的振動(dòng)頻率 反映了被測壓力的大小。

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

(6)微處理器電子稱(chēng)重傳感器。傳統的模擬測量電 路字邏輯僅依賴(lài)于系統，不能滿(mǎn)足電子稱(chēng)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 模擬電路相結合,可以輕而易舉地實(shí)現自動(dòng)稱(chēng)重，同時(shí)也 改善了工作的靈活性，可以對程序預先編程，實(shí)現加工控 制、自動(dòng)校準等主要的功能。

2.國內地磅稱(chēng)重傳感器的研究現狀

目前，我國稱(chēng)重傳感器產(chǎn)品中，靜態(tài)秤己經(jīng)滿(mǎn)足國際 法制計量組織III級秤的要求。靜態(tài)使用的工藝秤也能達 0.1% -0.3%的準確度。動(dòng)態(tài)稱(chēng)重能夠達到國家規定的 0.5級標準要求,個(gè)別產(chǎn)品可以達到0.2級?？傮w來(lái)說(shuō),我 國電子稱(chēng)重裝置的水平相當于發(fā)達國家20世紀80年代 中期的水平，尚存在不少差距,突出表現在電子秤數量上 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)達國家的工業(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(mǎn)足經(jīng)濟建設和科技進(jìn)步的需求。

現在,靜態(tài)稱(chēng)重用的傳感器已經(jīng)有了較為滿(mǎn)意的性能 指標。但是，由于用于動(dòng)態(tài)稱(chēng)重傳感器的動(dòng)態(tài)特性設計還 沒(méi)有受到足夠的重視觀(guān)階段動(dòng)態(tài)稱(chēng)重用的傳感器均使用 靜態(tài)稱(chēng)重所用的傳感器，由于這類(lèi)傳感器的響應速度慢和 超調量大在很大程度上限制了動(dòng)態(tài)稱(chēng)重的速度和準確 度°

我國稱(chēng)重傳感器的類(lèi)型與國外傳感器的類(lèi)型基本相 似。隨著(zhù)我國稱(chēng)重系統的不斷發(fā)展通過(guò)吸收國外稱(chēng)重傳 感器的先進(jìn)技術(shù),研究設計出了適合我們國家的產(chǎn)品，從 技術(shù)和工藝水平方面都有一定的提高，為國內的市場(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)量指標上，各項 工藝技術(shù)還有所欠缺，仍存在較大差距，所以將來(lái)在準確 度、穩定性等重要的參數指標方面需要更多的研究。

3.地磅稱(chēng)重傳感器的儀表應用

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

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

儀表,一般安置在工藝管道、塔、釜、罐、器上。

（2）穩固性。在劃定事情條件內稱(chēng)重儀表某些性能 隨時(shí)間連結穩固的本領(lǐng)稱(chēng)為穩固性（度）.：儀表穩固性是 化工企業(yè)非常關(guān)注的性能指標。由于化工企業(yè)利用儀表 的環(huán)境比較惡劣,被測量的介質(zhì)溫度、壓力變革也相對較 大,在這種環(huán)境中，儀表的某些部件的穩固性會(huì )隨時(shí)間的 變化而低沉,造成整個(gè)儀表的穩固性降落?；て髽I(yè)通常 用儀表零漂移來(lái)衡量?jì)x表的穩固性。稱(chēng)重儀表穩固性的 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化工生產(chǎn)的 影響還要大。穩固性不好，儀表維護量也就大，是儀表工 最不希望看到的事情。

（3）敏銳度。敏銳度也稱(chēng)“放大比”，即為儀表靜特性 沿切線(xiàn)方向上各點(diǎn)的斜率。增大放大倍數可以提高儀表 敏銳度,單純加大敏銳度并不能改變儀表的性能，即稱(chēng)重 儀表精度并沒(méi)有提高相反偶然會(huì )出現振蕩征象，造成輸 出不穩固。儀表敏銳度應選擇怡當的值。

從以上性能指標中，我們不難看出，傳感器性能的好 壞,直接影響著(zhù)稱(chēng)重儀表的性能。

4.地磅稱(chēng)重傳感器的選用

稱(chēng)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:首先根據據你的目的,在稱(chēng) 重傳感器的選擇范圍內基于最大秤重值和選定傳感器的 最大數目，可以生成負載和動(dòng)態(tài)負載因素綜合評價(jià)。一般 來(lái)說(shuō),傳感器的量程越接近分配到每個(gè)傳感器的負載稱(chēng) 量精度就越高。但在實(shí)際使用中，除了被稱(chēng)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(chēng)重傳感器的精度包括非線(xiàn)性、 蠕變、滯后、重復性、靈敏度等技術(shù)指標。在通常選擇時(shí)， 不應盲目追求高品位的傳感器應考慮電子秤的精度和成 本。稱(chēng)重傳感器的形式取決于稱(chēng)重方式和安裝空間的選 擇，以確保正確安裝及稱(chēng)重安全。最后，參考制造商的說(shuō) 明書(shū)。稱(chēng)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、安裝形式、結構、彈性材料等情況，以備正確選 用，合理使用。