应变式称重传感器的设计：什么是电子皮带秤挂码？该如何对皮带秤挂码进行标定？

随着称重传感器和数字测量仪器技术的不断发展，称重传感器已逐渐成为称重技术领域的新宠，称重传感器具有强大的现场适应性，称重传感器目前是称重技术领域的新宠，称重传感器的种类众多，今天我们来了解一下应变式称重传感器的相关知识！
应变式称重传感器是一种称重传感器的一种分支，但是我们很少听说这种传感器，这是因为应变式称重传感器通常用于运输中，应变式称重传感器通过监视气动，轻载液压，制动压力，油压，传动装置以及关键系统（例如卡车/拖车的空气制动器）的压力，液压动力，流量和液位来维持重型设备的性能。
应变式称重传感器是具有外壳，金属压力接口和高电平信号输出的压力测量设备，并配备了具有圆柱形外观的圆形金属或塑料外壳，一端带有压力端口，另一端带有电缆或连接器，应变式称重传感器通常用于极端温度和电磁干扰环境中，工业和运输行业的客户使用应变式称重传感器来测量和监视诸如冷却剂或润滑剂之类的流体的压力，同时，应变式称重传感器还可以及时检测压力峰值。
应变式称重传感器为了用于更复杂的控制系统中，设计工程师必须提高应变式称重传感器的精度，同时降低实际应用的成本，应变式称重传感器技术的基本原理就像人的大脑处理信息的过程一样，将各种信息进行多层次和多空间的信息互补和优化处理，在这个过程中要充分地利用多源数据进行合理支配与使用，而信息融合的最终目标则是基于各传感器获得的分离观测信息，通过对信息多级别和多方面组合导出更多有用的信息，这不仅利用了应变式称重传感器相互操作的优势，也综合处理了其它信息源的数据。
应变式称重传感器是使用最广泛的传感器，传统的称重传感器主要是机械结构设备，并且使用弹性元件的变形来检测压力，然而，传统称重传感器的结构尺寸大且质量重，并且不能提供电输出，后来随着半导体技术的发展，应变式称重传感器也应运而生，应变式称重传感器的特点是体积小，重量轻，精度高和温度特性好，尤其是随着MEMS技术的发展，应变式称重传感器正朝着小型化，低功耗和高可靠性的方向发展，以上就是本文的全部内容，感谢大家的收看，要了解更多内容，请关注我们！
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应变式称重传感器的设计：应变式称重传感器

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应变式称重传感器
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应变式称重传感器，1940年美国BLH公司和Revere公司总工程师A.Thurston（瑟斯顿）利用SR一4型电阻应变计研制出圆柱结构的应变式负荷传感器，用于工程测力和称重计量，成为应变式负荷传感器的创始者。1942年在美国应变式负荷传感器已经大量生产，已有60多年的历史 1938年美国加利福尼亚理工学院教授E.Simmons（西蒙斯）和麻省理工学院教授A.Ruge（鲁奇）分别同时研制出纸基丝绕式电阻应变计，以他们名字的字头和各有二位助手命名为SR-4型，由美国BLH公司专利生产。为研制应变式负荷传感器奠定了理论和物质基础。
中文名
应变式称重传感器
外文名
strain typeweigh sensor
目录
1
仪器历史
2
技术创新
3
主要成果
4
特点
5
研发热点
6
主要差距
7
发展动向
8
研发重点
9
发展趋势
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小型化
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集成化
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多功能化
?
智能化
10
数字式特点
应变式称重传感器仪器历史
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1942年在美国应变式负荷传感器已经大量生产，已有60多年的历史。
应变式称重传感器技术创新
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1973年美国学者霍格斯特姆为克服正应力负荷传感器的固有缺点，提出不利用正应力，而利用与弯矩无关的切应力设计负荷传感器的理论，并设计出圆截工字形截面悬臂剪切梁型负荷传感器。打破了正应力负荷传感器的一统天下，形成了新的发展潮流。这是负荷传感器结构设计的重大突破。1974年前后美国学者斯坦因和德国学者埃多姆分别提出建立弹性体较为复杂的力学模型，利用有限单元计算方法，分析弹性体的强度、刚度，应力场和位移场，求得最佳化设计。为利用现代分析手段和计算方法设计与计算负荷传感器开辟了新途径。70年代初中期，美、日等国的衡器制造公司开始研发商业用电子计价秤，急需小量程负荷传感器。传统的正应力和新研制的切应力负荷传感器都不能实现几公斤至几十公斤量程范围内的测量。美国学者查特斯提出用低弹性模量的铝合金做弹性体，采用多梁结构解决灵敏度和刚度这对矛盾。设计出小量程铝合金平行梁型负荷传感器，同时指出平行梁负荷传感器是基于不变弯矩原理，使利用平行梁表面弯曲应力的正应力结构，具有切应力负荷传感器的特点，为平行梁结构负荷传感器的设计与计算奠定了理论基础，形成了又一个发展潮流。蠕变是电阻应变计和铝合金负荷传感器经常遇到和必需解决的关键问题。1978年前苏联学者科洛考娃通过对一维力学模型和应变传递系数的分析，提出控制电阻应变计敏感栅的栅头宽度与栅丝宽度的比例，可以制造出不同蠕变值电阻应变计的理论，并成功的研制出系列蠕变补偿电阻应变计。对低容量铝合金负荷传感器减小蠕变误差，提高准确度起到至关重要的作用，使电子计价秤用铝合金负荷传感器多品种、大批量生产成为可能。由于电子称重技术的迅速发展，负荷传感器性能的评定方法，已不能满足采用阶梯公差带评定准确度等级电子衡器的需要，急需与电子衡器准确度评定方法相适应的计量规程。80年代初，国际法制计量组织（OIML）质量测量指导秘书处决定将用于电子称重的传感器与用于测力的传感器彻底分离，由美国负责的第8报告秘书处起草《称重传感器计量规程》。经过OIML成员国书面表决后，在1984年10月第7届法制计量大会上正式批准，并于1985年以OIML，R60国际建议颁布，下发到各成员国。各国正在执行的是R60的2000年版。可以说R60《称重传感器计量规程》是各国称重传感器进入国际市场的“通行证”。
随着数字技术和信息技术的发展，各行业对数字化电子衡器的需求愈来愈多，提出用数字称重系统突破模拟称重系统局限性的要求，对此模拟式称重传感器就无能为力了。因为在此之前，称重传感器的研究都集中在硬件方面，例如：创新弹性体结构，改进制造工艺，完善电路补偿与调整等。模拟式称重传感器的输出信号小，抗干扰能力差，传输距离短，称重显示控制仪表复杂，组秤调试周期长等缺点依然如故。为满足数字化电子衡器的需求，美国TOLEDO、STS和CARDINAL公司，德国HBM公司等先后研制出整体型和分离型数字式智能称重传感器，并以其输出信号大，抗干扰能力强，信号传输距离远，易实现智能控制等特点，成为数字化电子衡器和自动称重计量与控制系统的必选产品，形成一个开发热点。90年代，由于称重传感器的设计与计算等基本技术趋于成熟，称重传感器的发展侧重于工艺研究和应用研究，在产品标准化、系列化、工程化设计和规模化生产工艺等方面都有很大进步，主要是：1、在结构与工艺设计中引入计算机拟实技术和虚拟技术；2、在弹性体加工中纳入柔性制造技术；3、在生产工艺中采用计算机网络技术；4、在稳定处理中移植了振动时效、共振时效新工艺；5、在测试检定中创造了自动快速检测和动态比对方法。应用技术研究也有突破性进展：在传统称重模块的基础上，研制出新式称重模块。这是应用新技术面对新挑战的典型产品。其特点是组件化设计，具有“即插即用”功能，可减少由于偏重、热效应影响，偶然超载等引起的称重误差，并可承受由于振动、冲击、搅拌或其它外力引起的偏重。总之，70年代两项技术突破，80年代两个重大变革，90年代纳入高新技术面对新挑战的研发理念，极大地促进了称重传感器技术的发展。工业与商业电子秤用称重传感器技术与制造工艺，美、德等工业发达国家的著名制造公司处于国际市场引导者的领先地位，我国具有一定规模的称重传感器制造公司处于市场挑战者或市场追随者地位。家用电子秤用称重传感器的研发和生产中心在中国，在深圳，制造技术、工艺水平、产品质量和年产量逐年提高。当今国际市场称重传感器技术的竞争，集中表现 在产品的准确度、稳定性和可靠性的竞争；制造技术与制造工艺的竞争；应用高新技术研发新产品和自主知识产权产品的竞争。各称重传感器制造企业都在努力培植自己的核心竞争技术和打造核心竞争产品。从国际衡器工业展览会上展出的产品和对多家处于市场引导者地位的企业产品的分析可以得出这些企业的共同追求是：弹性体材质更精良；电阻应变计、补偿元器件的技术要求和环境应力筛选更严格；制造工艺更精细；电路补偿工艺更完善；外观质量更完美。称重传感器的准确度、稳定性和可靠性是重要的质量指标，同时也是用户最关心的问题。对此，这些企业在结构设计、制造工艺、电路补偿与调整和稳定性处理等方面进行许多研究与试验工作，取得较大进展。
应变式称重传感器主要成果
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（1）在结构设计与计算过程中，引入计算机拟实技术进行动态仿真，动力学分析；在工艺设计过程中引入计算机虚拟技术，对弹性体生产工艺进行模拟和检验；（2）在弹性体加工中，纳入先进制造技术，变刚性制造为柔性制造。普遍采用加工中心、柔性制造单元和柔性制造系统；（3）在生产全过程中，尽量减少手工操作、人为控制，增加半自动与自动控制、自动检验工序，并在生产工艺中采用计算机网络技术；（4）改进、创新工艺装备，实现高效智能电路补偿，建立全自动快速检测系统，提高C3级产品成功率和大批量生产产品的抽检合格率；（5）移植先进的稳定处理技术与装备，实施振动时效或共振时效新工艺，提高称重传感器的长期稳定性和工作可靠性；（6）应用高新技术开发新产品和自主知识产权产品，增强核心竞争力。处于国际市场引导地位的企业都有自己的核心竞争技术、工艺和产品，例如：正负蠕变电桥的“O蠕变”称重传感器；铍青铜动态称重传感器；整体型和分离型数字式智能称重传感器；高准确度不锈钢3柱、4柱高温称重传感器；组件化设计的“即插即用”型新式称重模块等。
应变式称重传感器特点
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（1）重视基础技术、基础工艺和共性关键技术的研究，作到基础研究与预先研究并行；共性关键技术研究与应用技术研究并行；典型产品开发与产品工程化并行。保证基础技术与基础工艺（电阻应变计、应变粘结剂、补偿元器件、防护与密封材料等）一直处于世界领先地位。（2）重视基础设施建设和制造技术、制造工艺的研究与应用。配置优良的工艺装备和检测仪器，特别是智能化工艺设备，作到工艺装备最先进；（3）描准世界称重传感器技术的发展潮流和战略前沿，确定研究课题和产品开发方向。重视新产品和自主知识产权产品的开发，增强核心竞争力。其技术创新和新产品开发的标准是：具有较高的技术先导性，工艺先进性，市场扩散性，效益增殖性。使技术与工艺始终处于世界领先地位。（4）重视称重传感器的可靠性设计、控制与管理，严格设计符合性控制和工艺可靠性控制，努力使工艺兑现率达到百分之百。（5）重视市场竞争，加强市场调查与分析，快速响应市场。21世纪的市场竞争，是以市场响应速度为焦点，以改进和创新产品为基础。（6）重视相关法规和规程的学习，全面理解并认真执行，保证生产的每一个产品都符合要求。
正因为如此，国外的称重传感器品种繁多，规格齐全，合金钢、铝合金、不锈钢、铍青铜制品应有尽有；水下、钻井下测量，耐压防爆、抗辐射、耐腐蚀产品；微小和超大量程；多称量与动态称量；集成化与模块化结构任用户选购。并作到产品的内在与外观质量并重，外观质量的改进与提高十分明显，基本没有喷漆产品，几乎全部是亮光或亚光化学
[1]
镀镍、镀铬，烤漆，喷塑，瓷质阳极化和不锈钢产品。个别产品的外形已融入人性化设计。
应变式称重传感器研发热点
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1、数字式智能称重传感器的数字补偿技术与补偿工艺，及其应用技术；2、快速、低速动态、动态称重传感器的研制及阻尼技术；3、高温称重传感器制造工艺，高温稳定性及应用技术；4、耐压、防爆型称重传感器及耐压外壳设计与试验技术；5、组件化设计的“即插即用”的新式称重模块；6、利用钡和铌代替镍制作灵敏度温度补偿电阻的研究。
应变式称重传感器主要差距
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尽管我国航空、航天工业部门早在20世纪50年代末期就开始研究应用应变式负荷传感器，但并未向民用发展。就全国而言，
[2]
负荷传感器的研制与生产起步较晚，60年代只有几个厂家生产普通精度等级的应变式测力传感器。结构单一，只有圆柱、圆环两种结构，基本不进行电路补偿与调整，有的产品甚至用外部平衡箱调整零点。80年代初，全国有20余个企业用资一亿元人民币，用汇1300万美元，从美、日等国引进应变式负荷传感器制造技术与工艺装备，进行学习、消化、吸收。经过仿制和试生产后，开始多品种小批量生产，推向市场后，取得相当可观的效益。当时人们对此产品的总结是：多品种、小批量、低成本、高收益、投资少、见效快。引起不少行业的个人和企业的关注，纷纷进入此行业，生产厂家从70年代的20多个迅速增加到100多个，年产量与日本相当，达到100多万只。随着国民经济的发展，各行业对电子衡器的需求不断增加，极大的促进了称重传感器技术的发展。80年代中期到90年代中期，是我国称重传感器技术稳步发展，品种和规格迅速增加，产品质量不断提高的十年。不少厂家都改进或增加工艺装备、检测仪表，购置智能温度补偿装置和灵敏度温度补偿设备，实现了规模化生产。90年代中期称重传感器生产企业增加到160多个，年产量200多万只。除满足国内市场需求外，十余个企业开始小批量出口，呈现出较好的发展势头。尽管称重传感器是国家强制管理的法制计量器具，应当比较难进入此行业，但由于种种原因导至一些企业和个人很容易进入，造成市场拥挤，加剧了市场竞争。终于在90年代中期爆发了价格大战，谁的价格低，谁就是大赢家，而且逐年升级越演越烈，已经到了走火入魔的程度。价格大战的恶果是技术进步缓慢，工艺水平下降，质量问题严重，管理监督失控。最初的受害者是广大用户，最终的受害者是企业自己，是整个称重传感器行业。带着这些问题进入21世纪，称重传感器与工业发达国家的差距非但未缩小，反而加大了。国家监督抽查结果就是例证。2002年国家监督抽查7省市，16个企业，共48只称重传感器，合格18只，合格率37.5%。30只不合格产品来自10个企业，不合格原因全部是温度性能超差。更为严重的是在16个企业中，只有一个企业严格执行国家标准。如果变抽查为全面检查，合格率会更低。国家监督抽查结果真实的反应了我国称重传感器总体技术、工艺和管理水平。合格率低的主要原因是：质量意识差，不依法组织生产；对R60国际建议和国家标准不理解、不执行，错误的把0.02级与C3级等同起来；在利益驱使下改材料、换元件、减工艺，只求勉强合格或人为合格。我国称重传感器与工业发达国家处于市场引导地位企业产品的主要差距是：1、结构类型偏少，品种规格不全，特种用途产品奇缺；2、准确度等级较低，C3级成功率不高；3、稳定性和可靠性较差，返修率高，工作寿命低；4、产品标准化、工程化水平和企业产业化程度较低，产品技术指标的均一性差；5、外观质量虽有提高，但仍有较大差距；6、工艺装备、检测手段不够先进且不配套，生产工艺中手工操作、人为控制成份大，“作坊手艺”痕迹较深，人为因素对产品质量影响较大；7、创新产品和自主知识产权产品少，低水平重复产品多，贴牌加工、直接出口产品少；
企业没有核心竞争技术和产品，市场调查不够，市场响应速度太慢，造成无法与国际市场融合。总之，制造工艺差距最大，通常将制造工艺分为：1、支持工艺一一弹性体锻造、机械加工、热处理和表面处理等；2、基础工艺一一电阻应变计、应变粘结剂、电路补偿元器件和防护密封材料等；3、核心工艺一一电阻应变计粘贴与固化、零点与灵敏度智能温度补偿和防护与密封等；4、特殊工艺一一热处理法时效工艺和机械法稳定处理工艺等。5、其中基础工艺和特殊工艺差距最大。生产企业有三种类型：其一设计、生产、组装各种家用电子秤；其二为家用电子秤生产厂配套生产各种称重传感器（或自己生产电阻应变计，或外购电阻应变计）；其三只生产家用电子秤称重传感器用电阻应变计。这三种类型的生产厂家已达60多个。据国家海关统计2003年家用电子秤出口量3860多万台，出口值1.47亿美元，并以每年30% 的速度增长。当时预计2004年家用电子秤出口量5000多万台，出口值2亿多美元。以此出口量计算，2004年共生产家用电子秤称重传感器共1.2亿只，与其配套的电阻应变计（以单轴片计算）约4.8亿片。
应变式称重传感器发展动向
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国际上主要有两种发展途径：以美国为代表的先军工后民用，先提高后普及的途径和以日本为代表的实用化商品化，先普及后提高的途径。我国应属于后者，尽管军工部门研究应用较早，但并未转为民用，快速发展和普及还是在近20年。是关键时期，急需提高我国称重传感器的总体技术、工艺和质量水平。国际称重传感器技术的发展动向是，把称重传感器的准确度、稳定性和可靠性作为极其重要的质量指标，把制造技术和制造工艺作为核心竞争力，紧紧抓住称重传感器的特性问题、生产问题和应用问题进行基础研究、工艺研究和应用研究，其研究方向和特点是：（1）在产品结构设计与制造工艺中，吸取了工程化产品设计中的计算机拟实技术和虚拟技术，加快开发速度，减少开发风险；（2）在弹性体加工中，从单元加工技术发展到集成化加工技术；从刚性制造发展到柔性制造；从简单化经验判断发展到智能化定量分析。普遍采用柔性制造单元和柔性制造系统；（3）生产工艺已不是传统关念中的“作坊手艺”，而是技术与管理相结合的一项系统工程。为适应多品种、大批量生产，保证产品技术性能的均一性，生产工艺必须向尽量减少手工操作、人为控制，增加半自动化和自动化工序方向发展。例如：采用计算机控制，人机一体化工艺系统和测试技术网络化信息系统等；（4）与稳定性和可靠性有关的稳定处理工艺在高温处理，低温深冷，脉动疲劳，超载静压等方法的基础上，又研究出振动时效、共振时效新工艺，共振10分钟，可消除绝大部分残余应力。在上述设计与制造技术支持下，称重传感器的品种和结构又有创新，技术功能和应用范围不断扩大，主要成果有：（1）美国Revere公司研制出PUS型具有大气压力补偿功能的拉压两用的称重传感器，用于高准确度检验平台，称重平台，准确度可达5000d；（2）德国HBM公司研制成功C2A、C16A两种不同结构的1一100t具有“耐压外壳”保护的防爆称重传感器，其防爆性能符合欧洲EN和EN“d”级标准；（3）美国斯凯梅公司研制出新一代高准确度不锈钢F60X系列5一5000kg称重传感器，准确度6000d。用于湿度大，腐蚀性强的环境中，而且防水；（4）德国塞特内尔公司研制出以铍青铜为弹性体材料，快速称重用200型称重传感器。其特点是线性好，固有频率高，动态响应快。独创油阻尼装置与过载保护装置一体化，保证称量时速度快，工作寿命长。组装3一30kg电子平台秤，准确度可达4000d；（5）美国THI公司研制的1410型5一30kg铝合金称重传感器，准确度等级优于C3级，可承受离心力和机械振动，内装特制的粘性阻尼器，保证称量时有较快的稳定时间，一般低于50ms；（6）美国VT一BLH公司开发出新式称重模块，具有合理的组件化功能和极高的称重效率，出厂后“即插即用”，可自动调节位置，不受搅拌，偏心和振动影响。仅以上几例，足以代表了新产品的开发方向，体现了技术的先导性，工艺的先进性。就技术含量而言，有高准确度（4000d一6000d）称重传感器制造技术；大气压力补偿技术；用于快速、动态测量称重传感器的粘性阻尼器快速稳定技术；隔爆型耐压外壳的设计与制造技术；组件化新式模块设计技术等。
应变式称重传感器的发展趋势，可用“四化”来概括，即设计技术虚拟化，制造技术柔性化，生产工艺网络化，企业管理信息化。设计技术虚拟化包括弹性体结构设计的拟实技术和工艺设计的虚拟技术。结构设计的拟实技术是指面向弹性体的结构和性能分析技术，包括动态仿真、动力学分析、强度和刚度有限单元法计算、敏感区应变大小与分布等，以达到优化设计的目的。工艺设计的虚拟技术是指面向弹性体生产过程的模拟和试验，检验弹性体的可加工性，加工方法和工艺的合理性，保证制造工艺最佳化。设计技术虚拟化的核心是有限单元计算和计算机动态仿真。通过仿真软件来模拟真实受载情况，发现并及时处理设计和工艺缺陷或错误，以确保结构设计和生产工艺的合理性。制造技术柔性化是指在多品种、大批量生产的弹性体加工中，纳入先进的制造技术：柔性制造单元（FMC）、柔性制造系统（FMS）和计算机集成制造系统。它是计算机技术、信息技术、自动控制技术等与传统的制造技术相结合形成的全新的制造系统。生产工艺网络化是指在生产工艺全过程中，通过通讯线路和设备把各生产工序具有独立操作和控制功能的计算机系统相互连接起来，在网络软件管理下，实现信息的收集、存储和处理。与传统的“作坊手艺”生产工艺相比，大大的减少了手工操作，最大限度的排除了人为因素对产品质量的影响。企业管理信息化是指按计算机处理的要求，依据结构化系统分析和设计方法，建立企业信息系统，实现企业管理全面现代化。包括CAD、CAM系统，生产管理系统，商务决策系统和经营管理系统等。
应变式称重传感器研发重点
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1、快速、低速动态和动态称重传感器及其阻尼技术；2、多功能、多分量称重传感器及其测试方法；3、微小和超大量程称重传感器；4、防爆、耐压、耐腐蚀等称重传感器；5、偏心载荷测量及车载秤用称重传感器；6、大阻值低功耗高精度电阻应变计研制等。
应变式称重传感器发展趋势
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应变式称重传感器小型化
是指称重传感器总体结构体积小、高度低、重量轻，即小、薄、轻。例如：30t、60t弯曲环式结构，其外形尺寸分别为外径120mm和150mm，高度只有50mm和60mm。
应变式称重传感器集成化
有结构集成和功能集成两种形式。结构集成是指弹性体与秤体合二为一的新型结构，例如：称重板、称重轨、称重钩、称重环等。功能集成是指将重量信息采集、放大、变换、传输、处理和显示都集于一体的称重传感器，例如：将敏感元件（弹性体）、转换元件（电阻应变计）、信号处理电路和称重显示控制都集于一体的轮辐式称重传感器，其数字显示位置就在传统轮辐式称重传感器的接线盒处，通常称为轮辐式称重仪。
应变式称重传感器多功能化
是指称重传感器本身除具有检测重量信息的功能外，还能同时检测其它信息。例如：电子吊秤用称重传感器在检测重量信息的同时还可检测加速度信息；汽车检测平台用称重传感器，可同时检测垂直方向的重量信息和水平方向的侧向载荷，即多分力测量。
应变式称重传感器智能化
是由于模拟式称重传感器输出信号小，抗干扰能力差，传输距离短，称重显示控制仪复杂，组秤调试周期长，根本不适应数字式智能电子衡器的发展。称重传感器的智能化就是研制新型数字式智能称重传感器。有两种结构：整体型一一在称重传感器内部增加放大、滤波、A/D转换器、微处理器、温度传感器等数字处理电路，利用数字补偿技术与工艺实现各项补偿。分离型一--将整体型数字式智能称重传感器内的数字电路置于外部接线盒内，称为数字模盒。将普通模拟式称重传感器接入数字模盒，就可变模拟输出为数字输出，通常将其称为分离型数字称重传感器系统。
应变式称重传感器数字式特点
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1、输出信号大，抗干扰能力强，传输距离远，信噪比高；
2、通过数字补偿电路和数字补偿工艺，可进行线性、滞后、蠕变等补偿，改善了性能； 3、输出信号规格化；4、内装温度
[3]
传感器，通过补偿软件可进行实时温度补偿，稳定性好；5、各数字式智能称重传感器的地址可调，便于应用与互换。什么是智能传感器，在各国相关杂志上讨论多年，20世纪90年代中期才有比较一致的看法：把凡具有一种或多种敏感功能，能够完成信号探测和处理、逻辑判断、双向通讯、自检、自校、自补偿、自诊断和计算等全部或部分功能的器件叫做智能传感器。它可以是集成的，也可以是分离件组装的。数字式智能称重传感器完全符合此定义。今后一个时期，智能化数字补偿技术和工艺还需进一步完善和提高。
[4]
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丽景称重传感器
天津市丽景微电子设备有限公司官方帐号,科技领域创作者
使用应变式称重传感器进行精准称重
为什么选择应变式称重传感器应变式称重传感器是工业称重和力测量的主要设备，将提供高精度、高稳定的称重。应变式称重传感器在灵敏度和响应能力方面不断改进，使这些产品成为各种工业称重和测试应用的首选。直接将仪表放置在机械部件上时，称重单元内的应变测量通常更方便且经济高效，并且能够轻...
2020-09-300
友声称重郭先生
专业介绍装载机电子秤，皮带秤等小知识
应变式称重传感器的技术优势！
随着称重传感器和数字测量仪器技术的不断发展，称重传感器已逐渐成为称重技术领域的新宠，称重传感器具有强大的现场适应性，称重传感器目前是称重技术领域的新宠，称重传感器的种类众多，今天我们来了解一下应变式称重传感器的相关知识！应变式称重传感器是一种称重传感器的一种分支，但是我们很...
2020-07-220
常州瑞尔特测控传感器
常州瑞尔特测控专业定制各类测力称重传感器
电阻应变式称重传感器工作原理
电阻应变式称重传感器 一、工作原理和构成 电阻应变式称重传感器之所以能作为质量一电量的转换元件，是基于金属丝在受拉或受压后会发生弹性变形，其电阻值也随之产生相应的变化这一物理特性实现的。当电阻应变片的金属丝承受外力作用发生弹性变形时，它的长度L、截面积Js以及电阻率lD均会...
2019-10-080
参考资料
1.

镀镍石墨烯的微波吸收性能
．知网．2011-05-15[引用日期2016-12-03]
2.

大型汽轮发电机组四可倾瓦轴承负荷传感器研究
．中国知网．1998-04-20[引用日期2016-12-03]
3.

面向物联网的无线传感器网络综述
．知网．2013-01-15[引用日期2016-12-03]
4.

电阻应变式称重传感器原理
．应变式称重传感器[引用日期2014-09-29]

应变式称重传感器的设计：应变式称重传感器设计.doc

太原理工大学现代科技学院

《传感器原理与应用》课程设计

设计名称  应变式称重传感器设计
专业班级      测控11-2
学    号
姓    名        李玉堃
同 组 人      王鑫 王海平       设计日期      2015年1月

太原理工大学现代科技学院
专业班级 测控11-2 学生姓名 李玉堃 课程名称 传感器原理及应用 设计名称 应变式称重传感器设计 设计周数 1.5周 设计
任务
主要
设计
参数 主要性能指标(量程0-1kg) 设计内容
设计要求
应变式称重传感器的选择；工作原理设计；分类与结构设计；测量电路设计 主要参考
资    料 [1] 陶宝祺.电阻应变式传感器.北京:国防工业出版社,1993
[2]刘迎春、叶湘滨.传感器原理与应用.长沙:国防科技大学出版社,2006
[3]单成祥.传感器的理论与设计基础及其应用.北京:国防工业出版社,1999 学生提交
归档文件 按任务书要求进行课程设计，并撰写课程设计说明书。 课程设计任务书

注：1.课程设计完成后，学生提交的归档文件应按照：封面—任务书—说明书—图纸的顺序进行装订上交（大张图纸不必装订）
2.可根据实际内容需要续表，但应保持原格式不变。
应变式称重传感器设计
摘  要
  粘贴式电阻应变计广泛应用于当今高精度测力与称重传感器的制造中。本篇文章为帮助称重传感器设计者计算出称重传感器尺寸大小，从而为获得唯一需要的输出作了充分的准备。设计者既可以运用有限元分析法经计算机程序（如果可能）来确定称重传感器所需要的尺寸，或运用本文所提供的公式来计算此尺寸。通过某些假设得出的这些计算公式，另外还有电阻应变计的特性、应力形式、材料特征以及机械加工的偏差都会导致计算结果的一定误差。在批量制造称重传感器前，应制造几个样机进行组装、测试和标定。
  在某些工业中，如航天工业也许只需要一次性的称重传感器，为决定其非线性、重复性和滞后等误差，在使用前对其进行标定是十分重要的。当计算机被应用于数据处理时，非线性、零点漂移及灵敏度变化，是很容易修正的。如果称重传感器在使用时要经历强烈的温度变化和外部附加载荷的影响，我们应进行试验并测量出这些影响量所造成的误差。如果某部分结构（如接头、销子、压杆）用来测量或是被用作称重传感器时，标定和测试就尤为重要了。
  称重传感器设计包括许多方面，这里对其制造生产不予讨论，例如，需要对电阻应变计安装技术知识的全面了解，一些电阻应变计制造商提供技术资料的同时，还应提供电阻应变计安装的分类等。

关键词：传感器，电阻应变式，称重

目录
第一章 方案设计 3
第二章 传感器设计 3
2.1传感器的选择 3
2.1.1电阻应变式传感器 4
2.2 设计分析 4
2.2.1应变片的测量电路 4
2.2.2前级放大器部分 6
2.2.3  A/D转换模块 7
2.2.4控制模块 8
2.2.5显示模块 8
2.2.6键盘输入 8
2.2.7 电源模块 9
2.2.8 本部分总结 9
2.3电路原理图 10
2.3.1弹性元件的选择 10
2.3.2 信号转换放大部分 11
2.3.3 A/D转换部分（ICL7315） 12
2.3.4 单片机控制部分 13
第三章 软件设计 13
3.1主程序流程图 14
第四章 课设小结 15
参考文献 16

第一章 方案设计
首先是通过压力传感器采集到被测物体的重量并将其转换成电压信号。输出电压信号通常很小，需要通过前端信号处理电路进行准确的线性放大。放大后的模拟电压信号经A/D转换电路转换成数字量被送入到主控电路的单片机中，再经过单片机控制译码显示器，从而显示出被测物体的重量。
我们的设计原则是：采用模块化的设计方法，各模块、部分也尽量应用集成芯片，这样及保证了精度有可使设计简单化。
按照设计的基本要求，系统可分为三大模块，数据采集模块、控制器模块、人机交互界面模块。其中数据采集模块由压力传感器、信号的前级处理和A/D转换部分组成。转换后的数字信号送给控制器处理，由控制器完成对该数字量的处理，驱动显示模块完成人机间的信息交换。

图1—1电子秤模块设计图
第二章 传感器设计

2.1传感器的选择
  传感器的定义：能感受规定的被测量，并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。通常传感器由敏感元件和转换元件组成。其中敏感元件指传感器中能直接感受被测量的部分，转换部分指传感器中能将敏感元件输出量转换为适于传输和测量的电信

应变式称重传感器的设计：电阻应变式称重传感器的原理与应用

原标题：电阻应变式称重传感器的原理与应用

称重传感器，是一种将质量信号转变为可测量的电信号输出的转换装置。称重传感器按转换方法分成了光电式、液压式、电磁力式、电容式、磁极变形式、振动式、陀螺仪式、电阻应变式等八大类。目前，电阻式应变式称重传感器是使用最为普遍的一种。

机器人应用中的电阻应变式力传感器

电阻应变式称重传感器的原理

我们知道，称重传感器是一种力学传感器。根据力的检测方式不同，力学传感器可分为应变片式、利用压电元件式及差动变压器、电容位移计式。其中，绝大多数衡器产品所用的还是电阻应变式力学传感器，商品化的力觉传感器大多是这一种。

惠斯登电桥电路放大应变片的微弱变化，资料图

电阻应变片式力觉传感器是利用电阻应变片变形时，其电阻也随之改变的原理工作。主要由弹性元件、电阻应变片、测量电路和传输电缆四部分组成。具体来说，通过利用金属拉伸时电阻变大的现象，将它粘贴在加力方向上，可根据输出电压检测出电阻的变换。通过电阻应变片可将试件的应变转换成应变片的电阻变化，通常这种电阻变化很小。测量电路有多种，惠斯登电桥电路是最常用的电路。

集装箱称重管理系统中应用的称重传感器

电阻应变式称重传感器的分类与应用

电阻应变式称重传感器结构较简单，准确度高，适用面广，且能在相对比较差的环境下使用。因此，电阻应变式称重传感器得到了广泛的运用。目前，在称重传感器主要技术指标的基本概念和评价方法上，新旧国标有质的差异。主要有S型、悬臂型、轮辐式、板环式、膜盒式、桥式、柱筒式等几种样式。

其中，S型称重传感器是最为常见的一种传感器，主要用在测固体间的拉力和压力，通用也人们也称之为拉压称重传感器。由于其外形呈S形，所以，习惯上也被称为S型称重传感器，这种传感器采用合金钢材质，胶密封防护处理，安装容易，使用方便，适用在吊秤、配料秤、机改秤等电子测力称重系统中。

比如采用这种拉压式称重传感器的电子秤，相比普通压力传感器，拉压称重传感器准确度高、价格较便宜、不易损坏，因此应用前景广泛。该电子秤可用于工厂生产中配料和测力等场合，具有测量准确，分辨率高，不易损坏和价格便宜等优点。

电子汽车衡应用中的数字式称重传感器

数字式称重传感器

数字称重传感器是一种能将重力转变为电信号的力电转换装置，它主要就是指集电阻应变式称重传感器、电子放大器（AMC）、模数转换技术（ADC）、微处理器（MCU）于一体的新型传感器。目前，数字称重传感器与数字计量仪表技术的发展已逐渐成为称重技术领域的新宠，其以调试简便高效、适应现场能力强等优势正在该领域崭露头角。

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