传感器

◆ 应变电阻片

◆ 弹性体。弹性体的功能有2个：首先，它承受传感器所受到的外力，对外力产生反作用力，达到相对静平衡；其次，使附着在表面的应变电阻片比较理想的产生变形。

◆ 检测电路：功能是将电阻变化转换为电压输出，检测电路常用惠斯登电桥，因为惠斯登电桥具有很多优点：可以抑制温度变化的影响；可以抑制侧向力干扰；可以比较方便的解决传感器的补偿问题等。

◆额定容量：生产厂家给出的传感器称量范围的上限值（单位是t，kg或g）。

◆额定输出（灵敏度）加额定载荷和无载荷传感器输出信号的差值。由于传感器的输出信号与所加的激励电压有关，所以额定输出的单位以Mv//V来表示，称为灵敏度。

◆灵敏度允差：传感器实际额定输出与标称额定输出之差对该标称额定输出的百分比。

◆非线性：称重传感器进程校正曲线偏离直线的偏差。

◆输出阻抗：电源激励输入端短路，传感器未加载荷时，从信号输出端测得的阻抗。

◆绝缘阻抗：传感器的电路和弹性体之间的直流阻抗值。

◆蠕变：在负荷不变的情况下，秤重传感器输出随时间的变化。

◆使用温度范围：传感器在此温度输入阻抗：信号输出端开路，传感器未加负荷时，从电源激励输入端测得的阻抗值。

◆输出阻抗：电源激励输范围内使用，其任何性能参数均不会产生永久性有害变化。

选用何种结构型式的传感器，主要看衡器的结构和使用的环境条件。如果制作低外形衡器，一般应选用悬臂梁式或轮辐式传感器；若对外形高度要求不严，则一般采用柱式传感器；如果使用环境很潮湿或者有很多粉尘，则应该选用密封较好的传感器；如果在有爆炸危险的环境下使用，则应选用安全度较高的传感器；如果在高架称重系统中使用，则应考虑安全及过载保护；如果在高温环境下使用，则应选用有水冷却护套的传感器；如果在高寒环境下使用，则应考虑使用有加温装置的传感器。

在型式选择中，还有一个要考虑的重要因素：维修的方便与否及所需费用，即一旦秤出了问题，是否能方便、迅速的获得零部件，如果不能，说明选择的传感器型号不合适。

秤的称量值越接近传感器的额定容量，则其称量准确度越高，但在实际使用时，由于存在秤体自重、皮重及振动、冲击、偏载等情况，因而不同的秤选用传感器量程的原则不同，一般来说，遵循以下原则：

◆ 单传感器秤：固定载荷（秤体、容器等的重量）+变动载荷（需称量的载荷）≤传感器额定载荷×70%；

◆ 多传感器静态秤：固定载荷（秤体、容器等的重量）+变动载荷（需称量的载荷）≤传感器额定载荷×70%×传感器个数。

◆ 需要说明的是：首先，所选择传感器的额定容量应符合传感器供货单位的标准，否则，选择了非标准产品，不但价格高，而且损坏后难以更换；其次，在同一秤上，不允许使用额定容量不同的传感器，否则该系统不能正常工作；再次，所谓变动载荷（需称量的载荷）是指加于传感器的真实载荷，若从秤台到传感器之间的力在传递过程中，受到外力的影响，则称重不准确。

◆ 传感器准确度等级的选择，只要能够满足秤准确度等级的要求即可。即若2500分度的传感器能满足要求，切勿选用3000分度的。

要轻拿轻放，尤其是对于用铝合金材料制造弹性体的小容量传感器，任何冲击、跌落，对传感器本身的性能都会造成极大损害；对于大容量的传感器，一般来说有较大自重，故而要求在搬运、安装时，尽可能使用适当的起吊设备（如手拉葫芦、电动葫芦等）

水平调整：单个传感器安装底座的安装平面要用水平仪调整水平；多个传感器安装底座安装平面要尽量调整到一个水平面上（相对误差在3-5毫米），目的是使各传感器承受的负载基本一致。

每种传感器的受力方向都是确定的，使用传感器时，一定要在受力方向上加载，横向力、侧向力等非受力方向上加载，应避免。

尽量采用有自动定位（或自动复位）功能的传感器，如含有球形轴承、关节轴承、定位紧固器等，这样的传感器可以防止某些横向力作用在传感器上。

传感器周围应设置一些档板，或者把传感器罩起来，这样可以防止因进入赃物、灰尘等使可动部分运动不爽造成的影响称量精度的现象。判断可动部分是否运动不爽，可以用以下方法：在秤台上增加或减少千分之一的额定负荷，如果显示仪表有反映，说明可动部分运转正常。

传感器虽有一定的过载能力，但在秤的安装过程中，应防止传感器超载，即使是短时间的超载也会造成传感器损坏，所以在安装过程中，可以先用一个和传感器等高度的垫块代替传感器，最好放平后，再安装传感器。

传感器在使用中，应注意以下问题：传感器应采用绞合铜线形成电器旁路，以保护传感器免受电焊、电流或雷电的危害；避免接受强烈的热辐射，尤其是单侧的强烈热辐射。

传感器的信号电缆，不能和强电电源线或控制线并行布置（如不能把传感器信号线和强电电源线及控制线放在同一管道内），如果必须并行布置，那么线与线之间的距离应保持在50厘米以上，并把信号线用金属管套好。

传感器信号线如果需要延长，应采用特制的密封电缆接线盒，如果不用此种接线盒，而采用电缆与电缆直接对接的方式，则应注意密封防潮，接好后应检验绝缘电阻，且达到标准（2000-5000M），必要时，重新标定传感器。

若信号电缆线很长，又要保证很高的测量精度，应考虑采用带有中继放大器的电缆补偿电路。

所有通向显示仪表或从仪表引出的导线，均应采用屏蔽电缆，屏蔽线的连接及接地应合理。

传感器输出信号读出电路不应和能产生强烈干扰的设备（如可控硅、接触器等）及有很大热量产生的设备放在同一箱体中，如果不能保证这一点，则应考虑在它们之间设置障板隔离之，并在箱体内安置风扇。

① 汽车衡在长期使用中，往往由于超载、冲击等原因，造成传感器塑性变形，影响计量准确度，所以需要更换传感器。因为传感器随着额定载荷的增大，其输出的微伏/分度信号是减少的，而不是增大，所以，在更换传感器时，应尽可能用和原来一样载荷的传感器。若想更换更大载荷的，就要注意显示仪表量程是否可调，如果不可调，会因为额定载荷大而输出的微伏/分度信号小不能满量程输出、显示、拨码调整达不到目的而不能使用；如果可以调整，则按说明书要求设定和调试，同时也不要使额定载荷过大，否则会因为输出的微伏/分度信号过小，容易降低秤的灵敏度。

② 更换传感器后要经过检定合格，才能使用。

①连接件：连接件是一个传力装置，作用是把外力传递到传感器上，若传感器受到的力不在其设计的承载主轴线上，它将会承受到该力产生的横向分力的作用，这会导致0.3%的误差产生，这个误差是很大的。所以，一般要求连接件在受垂直力作用后能正确把外力传递到传感器上，同时还能够复位。

②接线盒：接线盒是传感器采用全并联方式连接的一个配套件，其目的是使各传感器的输出信号相同。

我们知道：在有N个传感器的秤上，各传感器能全并联工作的条件是：S1/R1=S2/R2…=SN/RN，其中：S是各传感器的灵敏度，R是各传感器的输出阻抗，意思是各传感器的灵敏度与其输出阻抗之比相等时，各传感器才能并联工作。众所周知，在传感器的生产过程中，要使每只传感器的灵敏度和输出阻抗都相同，是很难的，所以只能在安装现场进行微小的调整，这一工作就是在接线盒内完成。

其实，接线盒相当于一个无源电阻网络，它为每个接进来的传感器准备了一个精密的可调电阻，与传感器的输出端并联。当调节盒内某个可调电阻时，相当于改变了这只传感器的输出阻抗。这样，就使得秤所使用的每只传感器的输出阻抗在一个小范围内可以调整，从而使的并联工作的条件可以满足，这就是接线盒的原理。

1、按结构形式分类：柱式、桥式、轮辐式、悬臂梁式、板环式等。

◆ 柱式：特点是结构简单、紧凑，易于加工，成本费用低，密封性能良好，对于潮湿环境很适用，可设计成压式或拉式的，可以承受很大的载荷；其缺点是位移量小、灵敏度低。

◆ 桥式：传感器弹性体为桥式，其两端用两只螺栓紧固到下面的支撑体上，其弹性体与支撑体之间有一间隙，为弹性体的受力变形空间。该类传感器的特点如下：由于传感器与秤体之间的连接为要求很低的间隙配合，所以安装方便，维护简单，重复性好。

◆ 轮辐式：高度低、精度高、抗偏心载荷和侧向力强。

◆ 剪切梁式：该类传感器有以下特点：输出信号不受称重点位置变化的影响；线性好、精度高；传感器受拉伸与压缩时，切应力的幅度与分布基本相同，即传感器的拉伸、压缩灵敏度基本相同，所以特别适用于同时受拉和压的测量；外形低、体积小、重量轻，易于安装和维修；结构简单易于密封；抗侧向力强。

◆ 板环式：特点是输出灵敏度高、受力状态稳定、温度均匀性好、结构简单、易于加工，可制成拉压2种型号，对于0.5～30吨的拉压方式称重传感器，这种方式是很好的。

目前，我公司采用的传感器主要为桥式、柱式。

2、按传感器输出信号分类

◆ 模拟式：输出信号为模拟信号。

◆ 数字式：输出信号为数字信号。

新的传感器在不断涌现，以电阻应变式称重传感器为主的局面在改变，特别是小称量范围内的衡器，已经使用更有优越性的音叉振弦式传感器替代电阻应变式传感器，成为十分有发展前景的新产品。它的优点是：无需高稳定度的激励电源和A/D转换器等电子线路，体积小，不要预热，结构紧密、快速响应、批量生产成本低，生产工具简单。