稱重傳感器是工程應(yīng)用中最多的傳感器之一，發(fā)展歷史也最早。它是將重量信號(hào)或壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電量信號(hào)的一種裝置。稱重傳感器外形構(gòu)造多樣，有柱形、S形、長(zhǎng)方形、單孔、雙孔等等，但原理基本上都差不多，都是采用金屬電阻應(yīng)變片組成測(cè)量橋路，當(dāng)有重量壓在上面的時(shí)候，電阻絲發(fā)生形變，導(dǎo)致電阻增加，它們之間是幾乎線性變化關(guān)系，由此可以推斷出重量的大小。下面說(shuō)下惠斯登電橋中把應(yīng)變片電阻變化轉(zhuǎn)換成電壓變化的過(guò)程。
設(shè)：電橋的輸入激勵(lì)電壓為Ei,
則電橋的輸出電壓△E0為：
△E0=Ei×[(R1R3-R2R4)/(R1+R2)(R3+R4)]
設(shè)電橋中四個(gè)電阻初始值相等，即
R1=R2=R3=R4，
則△E0=0。
當(dāng)受到外力作用后，設(shè)電阻值R1應(yīng)變后的電阻變化為R+△R，則電橋的輸出電壓△E0為：
△E0=Ei[△R/(4R+2△R)]≌(△R/4R)Ei (R>>△R)
由于△R=R×K0×ε，所以
△E0=(Ei×K0×ε)/4
例如，設(shè)K0=2，ε=1000×0.000001,Ei=1V
則:△E0=(1×2×1000×0.000001)/4=0.5mV
式中 K0=系數(shù)(一般為2)
ε=應(yīng)變系數(shù)(一般為500×0.000001~2000×0.000001;相當(dāng)于10~40Kgf/mm2。)
為了增加電橋的視在輸出,大多都將電橋設(shè)計(jì)成4枚應(yīng)變片都受力作用的形式(4個(gè)工作片)。
此時(shí)△E0=0.5mV×4=2mV
稱重傳感器在制造過(guò)程中，為了改善它的性能指標(biāo)，特別是溫度對(duì)傳感器輸出的影響，需要對(duì)應(yīng)變電路進(jìn)行附加的零點(diǎn)和靈敏度溫度補(bǔ)償。此外，還需要增加各種補(bǔ)償電阻。
零點(diǎn)補(bǔ)償也就是減小電橋零點(diǎn)受溫度變化的大小，所以，除了應(yīng)變片本身的溫度自補(bǔ)償外，還需加入了電阻溫度系數(shù)和電橋中應(yīng)變片的溫度系數(shù)不同的電阻元件，來(lái)加強(qiáng)補(bǔ)償作用，讓傳感器的零點(diǎn)漂移變小。
靈敏度補(bǔ)償是為了減小輸出電壓受溫度變化的大小，也就是補(bǔ)償彈性體的彈性系數(shù)和應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)受溫度變化的大小。所以，在電橋中串聯(lián)兩個(gè)和電橋溫度補(bǔ)償作用相同的電阻。電路中的其它電阻用于維持電橋的初始平衡，將傳感器額定輸出和輸入電阻等參數(shù)調(diào)整到規(guī)定的數(shù)值。
現(xiàn)在，國(guó)內(nèi)稱重傳感器已經(jīng)趨向成熟，雖然形式多樣，但萬(wàn)變不離其宗，原理都差不多，電路補(bǔ)償是傳感器必須具備的一部分，它對(duì)改善傳感器的性能有很大幫助，這也是很多廠家提高產(chǎn)品性能的通俗做法。
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