稱重傳感器(也稱為荷載傳感器或力傳感器)用于測量物體的重量或力的大小。它們在工業應用、實驗室測試以及日常生活中都有廣泛的應用,例如電子秤、汽車衡等。稱重傳感器的設計和構造根據不同的技術和應用需求而有所不同,但基本原理通常是將機械力轉換為可測量的電信號。
下面是一個典型的稱重傳感器的基本構造:
彈性體
彈性體是傳感器的核心部分,通常由高強度材料(如不銹鋼或合金)制成,其作用是在受到外力作用時產生可預測的形變。
形變的程度與施加的力成正比,因此可以通過測量形變來確定力的大小。
應變片
應變片是一種電阻元件,當受到應力時會發生電阻值的變化。
應變片貼附于彈性體的關鍵位置上,這些位置在受力時會產生最大的形變。
當彈性體變形時,應變片也隨之變形,導致其電阻發生變化。
惠斯通電橋
惠斯通電橋電路是一種常用的方法,用于將應變片的電阻變化轉換為電壓信號。
通常,四個應變片組成一個全橋電路,其中兩個感受拉伸應變,另外兩個感受壓縮應變。
當彈性體受到力的作用時,電橋中的電阻值發生變化,從而產生一個與力成比例的輸出電壓。
補償元件
為了提高精度并減少環境因素(如溫度變化)的影響,稱重傳感器中通常還包括一些補償元件。
這些元件可以幫助抵消非線性誤差、溫度效應等。
密封與保護
稱重傳感器通常需要進行密封處理以防止水分、灰塵等污染物進入傳感器內部,影響其性能。
密封材料可以是橡膠、塑料或者金屬。
接線端子
用于連接外部電路的接線端子也是必不可少的一部分。
外殼
外殼不僅保護傳感器不受物理損傷,還可以提供必要的防護等級,比如防塵防水。
不同類型的稱重傳感器可能具有不同的設計特點,比如某些傳感器可能使用壓電材料或磁阻效應來檢測力的變化。但上述組件和原理是大多數稱重傳感器的基礎。