稱(chēng)重傳感器是地磅的關(guān)鍵基礎(chǔ)部件，其準(zhǔn)確度、穩(wěn)定性和可靠性直接

影響稱(chēng)重系統(tǒng)的計(jì)量性能，而正確的選擇和使用稱(chēng)重傳感器是至關(guān)重要的一環(huán)。本文在收集國(guó)內(nèi)外稱(chēng)重傳感器使用經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)介紹了如何從種類(lèi)繁多的稱(chēng)重傳感器中選擇適合的結(jié)構(gòu)類(lèi)型以及如何判別不同廠家所生產(chǎn)的同類(lèi)型稱(chēng)重傳感器的性能和應(yīng)用特點(diǎn)。

一、概述

對(duì)于各種稱(chēng)重系統(tǒng)而言，稱(chēng)重傳感器是決定系統(tǒng)準(zhǔn)確性和可靠性的關(guān)鍵部件。甚至將稱(chēng)重傳感器稱(chēng)做稱(chēng)重系統(tǒng)的“心臟”。在我國(guó)介紹稱(chēng)重傳感器的文章中，多偏重于稱(chēng)重傳感器的制造、工藝以及使用材料力學(xué)分析特性，而討論稱(chēng)重傳感器運(yùn)用的文章不太多。特別是如何從種類(lèi)繁多的稱(chēng)重傳感器中選擇適合的結(jié)構(gòu)以及如何判別不同廠家所生

產(chǎn)的同類(lèi)型稱(chēng)重傳感器的性能誰(shuí)優(yōu)誰(shuí)劣，如何正確安裝稱(chēng)重傳感器都是電子衡器制造產(chǎn)業(yè)中所關(guān)心的問(wèn)題，特別是對(duì)剛步入此產(chǎn)業(yè)的人員所關(guān)心的問(wèn)題。

二、帶有轉(zhuǎn)接頭的稱(chēng)重傳感器

圖1（a）、（b）給出了常見(jiàn)的帶有轉(zhuǎn)接頭的稱(chēng)重傳感器示圖。

由于原文是取自德文雜志，我對(duì)其中的一些內(nèi)容做簡(jiǎn)短說(shuō)明。實(shí)際上圖中介紹拉、壓、單梁和雙梁各類(lèi)稱(chēng)重傳感器使用時(shí)的各種加載轉(zhuǎn)接頭。圖 1（a）（原圖 2）三個(gè)稱(chēng)重傳感器是拉、壓式的基本結(jié)構(gòu)，第二組為八種壓式稱(chēng)重傳感器示圖，之后是拉式稱(chēng)重傳感器。

圖 1（b）（原圖 3）示出十種單梁式稱(chēng)重傳感器，其后是單點(diǎn)式稱(chēng)重傳感器。單點(diǎn)式稱(chēng)重傳感器對(duì)于水平移動(dòng)或傾斜不存在自由度。單點(diǎn)式稱(chēng)重傳感器、不銹鋼稱(chēng)重傳感器和數(shù)字稱(chēng)重傳感器被認(rèn)為是后期在應(yīng)變式稱(chēng)重傳感器發(fā)展的三個(gè)進(jìn)步點(diǎn)。最下面是雙梁式稱(chēng)重傳感器。由于該資料發(fā)表較早。對(duì)有些類(lèi)型的稱(chēng)重傳感器沒(méi)有介紹，如“馬鞍式稱(chēng)重傳感器”。特別是各類(lèi)稱(chēng)量組件，沒(méi)有介紹。稱(chēng)量組件不僅能確保稱(chēng)重傳感器的正確使用，給衡器設(shè)計(jì)和制造者帶來(lái)很大方便。大多數(shù)雙梁式稱(chēng)重傳感器的組件都有“自復(fù)位（對(duì)中）”的能力。

三、正確使用稱(chēng)重傳感器的基本要求及選擇原則

正確使用稱(chēng)重傳感器最基本的要求是作用力矢量應(yīng)與稱(chēng)重傳感器的受力軸線相重

合如圖 2（a）所示。而圖 2（b、c和 d）的作用力都將引起測(cè)量誤差，甚至造成損壞。

b：作用力偏于稱(chēng)重傳感器受力軸線，c：作用力存在側(cè)向力，d：作用力存在力矩或扭轉(zhuǎn)力。

現(xiàn)今制造稱(chēng)重傳感器的廠家，生產(chǎn)出各式各樣的稱(chēng)重傳感器，但就其結(jié)構(gòu)形式無(wú)外乎單、雙梁式、“S”式、單點(diǎn)式和拉壓式（罐形或筒形）等。各廠家制造產(chǎn)品不會(huì)因?yàn)閺S家不同而顯示出結(jié)構(gòu)上的明顯差異。而從所給出的技術(shù)指標(biāo)也相似或基本一樣，且絕大多數(shù)的產(chǎn)品均達(dá)到 C3級(jí)。所以除了顯而易見(jiàn)的價(jià)格和實(shí)用性以外，如何選擇稱(chēng)重傳感器的確實(shí)是一個(gè)很實(shí)際的問(wèn)題。各廠家的產(chǎn)品雖然都取得各權(quán)威部門(mén)頒發(fā)的稱(chēng)重傳感器認(rèn)證書(shū)。但是這只能代表該次送交試驗(yàn)檢測(cè)的性能。而應(yīng)變式稱(chēng)重傳感器是一種高精確度的器件，各批次的產(chǎn)品在制造中的差異，可使最終成品間的性能有所不同。因?yàn)槊恳慌a(chǎn)品從彈性體本身的冶煉、鍛造、熱處理等不可能完全一致，所以要求對(duì)每批產(chǎn)品重新確定，彈性補(bǔ)償，溫度補(bǔ)償?shù)龋垢髋蔚漠a(chǎn)品都能具有相當(dāng)一致的技術(shù)參數(shù)。但是生產(chǎn)廠家是否都重新對(duì)每批次的產(chǎn)品均做了相應(yīng)的補(bǔ)償就不得而知。所以首選聲譽(yù)好的品牌廠家的產(chǎn)品是保證稱(chēng)重傳感器質(zhì)量的可靠性的基本保證。其次很多大型衡器的使用環(huán)境遠(yuǎn)比產(chǎn)品認(rèn)證試驗(yàn)的條件惡劣。如溫度范圍，認(rèn)證試驗(yàn)為-10℃至+40℃。而在室外高溫可達(dá)60℃，甚至更高。還可能受沖擊力、高濕熱的沖擊。稱(chēng)重傳感器的防濕是保證其能長(zhǎng)期使用的極重要的因素。通常用IP防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)表示稱(chēng)重傳感器的防護(hù)等級(jí)（能力）。由于大多數(shù)“真空密封”的稱(chēng)重傳感器，電纜線仍然是通過(guò)一種壓制配件進(jìn)入到稱(chēng)重傳感器的殼件，不是真正的真空密封。問(wèn)題是若要提高防護(hù)能力、例如由 IP67變?yōu)?/span> IP68就需要耗費(fèi)更多的制造加工費(fèi)，使售價(jià)提高。現(xiàn)在的問(wèn)題是制造商往往有意夸大了這種沒(méi)有保證所支持的要求，使得 IP級(jí)別失去它真正的意義。但是如果您的稱(chēng)重系統(tǒng)的工作環(huán)境惡劣，溫度很高。而不考慮IP級(jí)別（防護(hù)能力），就不要希望電阻應(yīng)變式稱(chēng)重傳感器能在潮濕環(huán)境工作。

至于在實(shí)際工作條件下，稱(chēng)重傳傳感器受到?jīng)_擊力等這類(lèi)技術(shù)要求在廠家說(shuō)明書(shū)中是查不到的，而且也不屬于法制認(rèn)證的內(nèi)容，要克服和減輕這些干擾的影響。主要是通過(guò)傳力轉(zhuǎn)接頭來(lái)實(shí)現(xiàn)。由圖1（a）、（b）中就可看出，同樣的外形結(jié)構(gòu)，但可配有適用于各種工作情況的傳力轉(zhuǎn)接頭。例如圖（1 a）中稱(chēng)重傳感器⑤的上轉(zhuǎn)接頭就加有橡膠層。

這樣可以減輕沖擊力和傾向力。

選用稱(chēng)重傳感器時(shí)，不只能關(guān)注稱(chēng)重傳感器的準(zhǔn)確度等級(jí)，還應(yīng)該根據(jù)相對(duì)DR或Z（Relative DRorZ）和相對(duì)Vmin或Y（Relative  Vmin or Y）來(lái)選適合使用的稱(chēng)重傳感器。參數(shù) Z＝E /（Z·DR）中 E為稱(chēng)重傳感器的最大量程，DR為載荷輸出最小回程，maxmax簡(jiǎn)單的說(shuō)它決定了最小檢定分度值（e）。Y為稱(chēng)重傳感器檢定分度的最小值，它決定min了在最大量程下稱(chēng)重傳感器的最大分辨率，即最小檢定分度值（d），它由零點(diǎn)的溫度系數(shù)決定。它們是設(shè)計(jì)多量程和多范圍秤的依據(jù).

對(duì)多范圍衡器要求：DR≤0.5e；1對(duì)多量程衡器要求：DR≤e；1其中e為第一個(gè)（最小）量程的檢定分度值。1各類(lèi)稱(chēng)重傳感器的本質(zhì)差別，決定于稱(chēng)重傳感器彈性體的類(lèi)別，即應(yīng)變?cè)ㄓ⑽牡?/span>Straingauge）的特性、結(jié)構(gòu)、幾何形狀等。圖1（a）、（b）中的應(yīng)變?cè)饕獮槲覀兂Ｒ?jiàn)的柱式、“S”型、單梁和雙梁形。此外還有輪輻式、板簧式、十字梁型等派生的類(lèi)型。

國(guó)外稱(chēng)重傳感器制造企業(yè)和相關(guān)文章還介紹了一些彈性元件，如圖 3（a）、（b）所示。

圖中1XBentmembrane（彎曲膜片）和X1AxisSymmetricalelement（軸對(duì)稱(chēng)型）

是兩種值得參考的型式。國(guó)外已有一些成功的產(chǎn)品。

我國(guó)是地磅使用量最多的國(guó)家。在歐洲，目前地磅使用的稱(chēng)重傳感器

主要是柱式（罐式）、包括三柱或四柱式稱(chēng)重傳感器，這種稱(chēng)重傳感器的主要優(yōu)勢(shì)在于體積小，體格比雙剪切梁式要低很多，但缺點(diǎn)是在安裝時(shí)比雙梁式困難。而在美洲國(guó)家認(rèn)為雙端剪切梁式最適合地磅和大罐使用。這類(lèi)稱(chēng)重傳感器不需要限位裝置，具有自復(fù)位功能。使系統(tǒng)更容易安裝并減少調(diào)試費(fèi)用，使地磅和大罐能達(dá)到很好的稱(chēng)重性能。

生產(chǎn)大量程稱(chēng)重傳感器制造廠商，必需備有帶有溫度箱的測(cè)力裝置，稱(chēng)重傳感器能做全程溫度范圍的溫度補(bǔ)償。為了保證產(chǎn)品的一致性和加工精度還應(yīng)備有數(shù)控機(jī)床等。

沒(méi)有這些裝備能力的廠家是不太可能制造出性能一致的優(yōu)良產(chǎn)品。

四、結(jié)束語(yǔ)

以上所介紹的只是使用稱(chēng)重傳感器最基礎(chǔ)的知識(shí)。稱(chēng)重傳感器必須與適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)結(jié)合，才成為完整的稱(chēng)重系統(tǒng)。所以即使選擇了合適的稱(chēng)重傳感器，還要正確的安裝在稱(chēng)重的機(jī)構(gòu)上，才能達(dá)到理想的結(jié)果。這不僅要有很好的設(shè)計(jì)構(gòu)思，還要有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)才能制造出優(yōu)秀的稱(chēng)重系統(tǒng)。所以要用好稱(chēng)重傳感器應(yīng)當(dāng)對(duì)一些優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品進(jìn)行認(rèn)真的研究，進(jìn)而能提高衡器的制造水平.