电子称工作原理

1、称重测量采用目前常用并且比拟成熟的方法来实现称重传感器选用双 孔梁式传感器如图1所示4片电阻应变片(图1中1、2、3、4)粘贴在 双孔梁的应变区，在称重时双孔梁在由被称物体产生的压力P和系统底 盘对双孔梁的支持力N的作用下，产生平行四边形形变，由这4片应 变片接成的惠斯通(Wheatsto ne) 电桥在供桥电压的鼓励下随重量不 同而输出不同的电压信号通过放大电路将电桥送来的微弱信号进行放 大后送给A/D转换电路之后单片机对ADC的结果处理后显示或打印 出来完成称重测量12F重力图2，是一般使用双孔梁式称重传感 器构成称重系统的结构示意图它主 要由1、.秤盘2.、称重传感器3、 底盘三局部组成

2、带有秤盘的双孔梁 式称重传感器型秤有以下根本特 占：八、1、同样载荷情况下梁的应变量和电桥的输出电压是个常量且与载荷在秤盘的位置无关2、梁的应变量和电桥的输出电压与载荷成正比虽然载荷在秤盘的位置和称重结果关系不大，但秤盘的重量和面积, 都要根据称重传感器的性能和使用要求严格去选择，并且需要对称重传 感器进行四角偏载误差锉修调整以保证系统的准确度。日常生活中常用电子秤来秤量物体的质量，它以较高的精确度 得到大家的信赖,下面就电子秤的结构和原理作些介绍电子秤，主要是 由电桥电路及电阻应变式传感器组成，在现代测量技术中常常需要将 非电量,利用传感器转变成电量，后再进行测量，电阻应变式传感器是 一种利

3、用金属电阻应变片，将应变转换为电阻变化的传感器，它一般分 为金属丝式和箔式两类，这里分别介绍其结构和工作原理，其结构如 图、所示图】金M丝式应童片图2金属箝式应变片1、应变式电阻传感器原理测量力时，可将电阻应变片粘贴在承受被测力的弹性元件上当 力作用在弹性元件上时，它将产生应变，通过粘贴胶将此应变传递给 电阻应变片，使应变片的电阻产生变化，此现象称为电阻应变效应因 为弹性元件的应变与所承受的力的大小成比例,所以应用桥式测量电路 测出电阻应变片的电阻变化值即可测出力的大小导体的电阻值可以用 下式计算on当此应变片两端受拉或受压以后，它将发生变化，对上式进行微分, 得尺 A/ AS 刃V = T

4、s" +最后通过简化得到其中K称为应变片的灵较系城，对于一定材料.它是常故二=年称为应E通过上式可看出，电阻变化与应变片的应变是成比例的通过测量电阻 的变化，就可测出应变，也就可以测出受力了接下来通过介绍非平衡 电桥的工作原理了解怎样测量电阻的变化非平衡电桥的工作原理在测量中常常会因为待测信号很小，所以用一般的测量仪表较难直接 测量，因此常把它转换成电压变化后再用电测仪器进行测定，这正是 利用电桥电路来进行这种变换的R2&&R. 1 ft u «町丰桥雄站电瑤、称重传感器的根本 知识<?XML:NAMESPACE PREFIX = O />1.

5、定义：GB/T7551-1997?称重传感器?考虑到使用地点的重力加速度g和空气浮力 的影响后，通过把 其中一种被测量质量转换成另外一种被测量输出来测量质 量的力 传感器。被测量质量称重传感器输出2.组成敏感元件+传感元件+测量电路其中：敏感元件电阻应变计；传感元件弹性体；测量电 路 惠斯通电桥电阻应变计工作原理以金属材料为转换元件 的电阻应变计，其转 换原理是基于金属电 阻 丝 的 电 阻 应 变 效应 。所谓应变效应是指金属导体(电阻丝)的电阻值随变形(伸长或缩短) 而 发生改变的一 种物理 现象。如下列图 所示：1. 受 力前 (F=0) 电阻值R=p *L/S式中R金属丝的电阻(Q )

6、 ; p 金属丝的电阻率(Q *M);L 金属丝的长度(m) ; S金属 丝的横 截面积(m2)( n D2/4)D金属丝的直径(m)2. 受力后(F > 0)电阻变化值/ R=R*K & (2)式中/ R电阻变化量；R原始电阻值；K应变计的灵敏系数；£轴向应变结论：金属丝拉伸，电 阻值增加； 金属丝压 缩，电阻值减小3. 几种常见的电阻应变 计外形4. 电阻应变计的组成部 分5. 常用应变计的阻值 (Q )350； 700； 1000三、称重传感器的工作 原理1. 两个典型的力学模型当F> 0时，R1、R3被拉伸，阻值增大；R2、R4被压缩，阻值减小。2. 惠斯

7、顿电桥在应变计 的电测技术中 ，应用最广泛 的测量 电 路是惠 斯通电桥电 路 。测量 电桥由于具有 灵敏度高 、测量范围 宽、电路结构简单、精 度高、 容 易实现温度补 偿等优 点 ，因此 能很好地满 足 应变测量 的要求。电桥根据 电源的性质分 直流电桥和交 流电桥 两 种，当 Ui 为直流 时 该 电 桥 为 直 流 电 桥 。电 桥 电 路 如 上 图 所 示 ， 它 的 四 个 桥 臂 由 R1、 R2、 R3、R4 组成。1) 直 流电 桥的电 压输出根据分压原理，从D-A-C半桥来看,从D经A到C的电压降为Ui , 通过R1、R2的电流I1=Ui/(R1+R2) (1)R2 上的

8、 电压降为 I1R2 ， 代入(1) 得UAC=Ui*R2/(R1+R2) (2)同样，D-B-C半桥的电压降也是Ui，R3上的电压降为：UBC=Ui*R3/(R3+R4) (3)那么输出电压UO是UBC与UAC之间的差，即R1R3-R2R4UO=UBC-UAC= Ui(4)(R1+R2)(R3+R4)由(4) 可知，当 桥臂电 阻满足如 下条件时， 即R1R3=R2R4(5)电 桥的输 出 电压 UO=0， 电桥处于平 衡状态 。为 了保证 测量的 准确性 ，在 实测之前 应使电 桥平衡( 置零) ，这样 输 出 电压只与应变 计感受 应变所引起的 电阻变化 有关。2) 按上述力学模型解释

9、：当 F=0 时 ， R1R3=R2R4； U0=0 ；当 F> 0 时，R1、R3增加，R2、R4 减小，U0> 0。假设欲得到与上述电信号相反的结果时,只需将A与C或B与D之 间的电源正、 负极互换 即可。3当 桥臂电阻的 阻值发 生变化时 ， 电桥的输 出电 压也随着发生变 化，当/ RvvR时，其输出电压与电阻变化率/ R/R或应变& 成线性关 系。我们在选择称重传感器 时，传感器的说明书会有很多参数向我们 说明这 种传感器的 性能指，其 中的抗干扰的 ， 受温度漂移影响的。 还有精度 的。其 中有一个参数叫灵敏 度， 它一般是向如下这么标注的 ：灵 敏 度 2 &

10、#177; 0.002mv/v这个灵敏度是什么意思 呢？这是传器的一个重要性能指标，当然 其它指 标也很重要，但在我们 选择传感器要使用时 ，这个指标会直接影 响到使 用。 其实它的意思是， 传感器在受到 额定的拉力 如果满量程是 200KG 的 ，它 的额定拉力就是 200KG 做用下，在 鼓励电压 也叫供桥 电压 ，输 入电压是1v的情况下，它的两个输出端会有2mv的压力变化。当然实 际工作时鼓励电压会大于1v，一般为10v到12v。如果一个200KG的传 感器， 它 的 灵敏度是 2±0.002mv/v， 它的 鼓励 电压是 10v， 那么在200KG 拉力作用下，输 出端的 压力变 化就是 2*10=20mv 。 我们在 选择传 感器的 时候，往往是三 个或 四个同时并