稱重測力傳感器是通過將物體的質(zhì)量或施加的力轉(zhuǎn)換為電信號來進(jìn)行測量的。其工作過程大致可以分為以下幾個(gè)步驟:
力學(xué)轉(zhuǎn)換:當(dāng)一個(gè)物體放置在傳感器上時(shí),其重量會對傳感器的彈性敏感元件產(chǎn)生壓力,導(dǎo)致元件發(fā)生物理形變。常見的彈性敏感元件有彈簧、彈性梁或者薄膜等,這些元件設(shè)計(jì)用來在受力時(shí)產(chǎn)生可預(yù)測且與施力成比例的變形。
電阻應(yīng)變效應(yīng):大多數(shù)現(xiàn)代稱重傳感器利用了電阻應(yīng)變計(jì)這一關(guān)鍵部件。應(yīng)變計(jì)是粘貼在彈性敏感元件表面的精密電阻,當(dāng)元件變形時(shí),應(yīng)變計(jì)也會隨之變形,導(dǎo)致其電阻值發(fā)生變化。這種現(xiàn)象稱為電阻應(yīng)變效應(yīng)。
電信號轉(zhuǎn)換:電阻值的變化會被轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號,通常是電壓或電流的變化。在橋式電路中,四個(gè)應(yīng)變計(jì)通常被配置成惠斯通電橋,使得任何微小的電阻變化都能被放大并轉(zhuǎn)化為易于測量的電信號輸出。
信號處理:傳感器輸出的電信號隨后被送入信號調(diào)理電路或電子部件,這里可能會進(jìn)行放大、濾波和線性化處理,以便于精確測量并消除噪聲干擾。
數(shù)據(jù)輸出:處理后的信號被轉(zhuǎn)換成重量單位(如克、千克)并顯示出來,或者通過數(shù)字接口(如串行通信、總線協(xié)議)傳輸給外部設(shè)備如顯示器、控制器或計(jì)算機(jī)系統(tǒng),以供進(jìn)一步分析或記錄。
特殊類型的傳感器:除了基于電阻應(yīng)變效應(yīng)的傳感器,還有其他類型的傳感器如壓電傳感器、電容式傳感器、磁極變形式和振動式(如振弦式、音叉式)傳感器,它們通過不同的物理原理將力轉(zhuǎn)換為電信號,各有其精度、適用范圍和成本效益的考量。因此,稱重測力傳感器能夠準(zhǔn)確地測量出物體的重量或施加的力,廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)、商業(yè)、醫(yī)療和科研場景中。