大型電子地磅秤工業電子磅秤地秤常規傳感器的技術特性
以金屬材料為轉換組件的電阻應變計，其轉換原理是基于金屬電阻絲的電阻——應變效應。所謂
應變效應是指金屬導體（電阻絲）的電阻值隨變形（伸長或縮短）而發生改變的一種物理現象（圖 1）。
金屬導體的電阻值可用下式表示：R=ρ△L/△S
式中：ρ——金屬導體的電阻率（Ω·cm2
/m）
S——導體的截面積（cm2）
L——導體的長度（m）
電阻應變片式稱重傳感器是基于這樣一個原理：
圖 1
楊青鋒
彈性體（彈性組件）在外力作用下產生彈性變形，使粘貼在其表面的電阻應變片（圖 2）也隨同產
生變形，電阻應變片變形后，它的阻值將發生變化（增大或減小），再經過惠斯通電橋（圖 3）把這
一電阻變化轉換為電信號（電壓或電流），從而完成了將外力變換為電信號的過程。
圖 2 圖 3
電阻應變式稱重傳感器的稱量范圍為幾十克至數千噸，計量準確度達 1/1000～1/10000，以其
結構簡單，安裝方便，工作可靠，為大部分電子衡器所使用。電阻應變式傳感器的優點是準確度高，
測量范圍廣，壽命長，結構簡單，頻響特性好，能在惡劣條件下工作，易于實現小型化、整體化和
品種多樣化等。它的缺點是存在機械滯后、蠕變和零漂、應變極限，對于大應變有較大的非線性、
輸出信號較弱，但是可通過一定措施改進。電阻應變式稱重傳感器是稱重傳感器中應用的zui廣泛的
一種，對其特性研究也是zui多的。
二、電磁力平衡稱重傳感器
電磁力平衡傳感器的稱重過程基于安培力實現。通電導線在磁場中受到的作用力如圖 4 所示。
在導線上加上秤盤，秤盤及導線本身具備的重力方向朝下，而通電導線受到向上的電磁力，當通過
導線的電流值達到某一值時，這兩個力互相平衡，此時傳感器就處于平衡狀態即可確定被測物重量。
電磁力平衡傳感器依靠載流線圈在恒定直流磁場中產生的電磁力與被測質量的重力平衡，實現被測
質量的電信號轉換。
圖 4
電磁力平衡稱重傳感器是一種高精度傳感器，精度可達 1/2000～1/60000，但稱量范圍僅在幾
十毫克至十千克之間，廣泛用于電子分析天平，是精密質量稱量的常用傳感器。由于測量分辨率高、
靈敏可靠、價格適宜,在精密質量稱量、化學反應監測、加速度測量、水分檢測等領域獲得了越來越
多的應用。為減小傳感器的體積，簡化傳感器的制造工藝，降低制造成本，電磁力平衡傳感器的恒
定直流磁場采用*磁鐵。*磁鐵作為電磁力平衡傳感器的永磁體，其磁性能的穩定性直接影響
電磁力平衡傳感器的精度。
電磁力平衡式傳感器是一項相對成熟的技術，對傳感器的生產條件要求較高。目前，世界
上只有為數不多的幾家大廠掌握這種技術。這種高精度的電子稱重裝置由于其*的工作原理和工
藝水平，精度非常高，主要用于市場。例如用高強度航空鋁合金材料通過高精度電火花切割加
工而成的單模塊傳感器，瑞士梅特勒-托利多集團和德國賽托利斯都有該項技術，它將傳統的
電磁力平衡式傳感器中的杠桿、上下導桿、底座以及簧片等多個零部件融為一體。由于內部無連接
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