学 号
电子系统综合设计
设计说明书
设计数显应变量测量仪
学生姓名
班级
电信科班
成绩
指导教师(签字)
计算机信息工程学院
2013年X月X日
题目：电阻应变式称重传感器设计
摘
称重传感器电子衡器核心部件着称重传感器技术断发展应领域断扩传感器越越关注文通传感器工作原理分类应等分析介绍种基双孔梁称重电阻应变式传感器称量试木材某时刻重量计算该试材该时刻含水率该方法准确度稳定性受木材材性影响木材含水率均性关
称重传感器
1 简介
称重传感器知识密集技术密集技巧密集型高技术产品研制生产涉容离散技术密集程度高边缘学科色彩浓种学科相互交叉相互渗透结晶称重传感器种质量信号转变测量电信号输出装置传感器先考虑传感器处实际工作环境点正确选称重传感器关重关系传感器否正常工作安全寿命整衡器性安全性称重传感器技术指标基概念评价方法新旧国标质差异
着技术进步称重传感器制作电子衡器已广泛应行业实现物料快速准确称量特着微处理机出现工业生产程动化程度化断提高称重传感器已成程控制中种必需装置前称重型罐料斗等重量计测吊车秤汽车秤等计测控制混合分配种原料配料系统生产工艺中动检测粉粒体进料量控制等应称重传感器目前称重传感器运称重领域
2 种类
称重传感器转换方法分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8类电阻应变式广
二电阻应变式称重传感器设计
1 电阻应变式称重传感器简介工作原理
电阻应变传感器电阻应变片测量线路两部分组成中电阻应变片感应测量压力（包括扭矩荷重拉力）外力作产生弹性形变导致电阻值发生改变力转换成电阻变化检测元件测量线路变化电阻转换电信号实现测压力终指示信号远传应变测量方法灵敏度高测量范围广频率响应快静态测量动态测量尺寸重量轻种恶劣环境工作广泛应种力测量仪器科学实验中电阻应变式传感器（straingauge type transducer ）电阻应变计转换元件电阻式传感器电阻应变式传感器弹性敏感元件电阻应变计补偿电阻外壳组成根具体测量求设计成种结构形式弹性敏感元件受测量力产生变形附着电阻应变计起变形电阻应变计变形转换电阻值变化测量力压力扭矩位移加速度温度等种物理量传感器中电阻应变片具金属应变效应外力作产生机械形变电阻值发生相应变化电阻应变片金属半导体两类金属应变片金属丝式箔式薄膜式分
工作原理：电阻应变式称重传感器通常金属弹性体作力转换应变元件弹性体(弹性元件)外力作产生弹性变形粘贴表面电阻应变片产生变形电阻应变片变形阻值发生变化(增减)相应测量电路电阻变化转换电压信号通力应变电阻变化电压信号变化四环节完成外力转变电信号程见弹性体电阻应变片测量电路电阻应变式称重传感器中缺少部分面三方面简述
(1)电阻应变片根电阻丝机械分布块机材料制成基底成片应变片重参数灵敏系数KK制作金属电阻丝材料性质决定常数应变片形状尺寸关电阻丝受力变形电阻率会改变电阻应变片电阻变化率(电阻相变化)电阻丝伸长率(长度相变化)间关系示： (式)
述关系式常写作：
(2)弹性体特殊形状结构件功两首先承受称重传感器受外力外力产生反作力达相静衡次产生高品质应变场(区)粘贴区电阻应变片较理想完成应变电阻变化务
(3)测量电路功电阻应变片电阻变化转换电压变化输出惠斯登电桥具优点较方便解决称重传感器温度蠕变零点偿问题等惠斯登电桥称重传感器中广泛应惠斯登全桥式等臂电桥灵敏度高臂参数致种干扰影响易控制应变式称重传感器应变片般均采惠斯登全桥式等臂电桥联结方法图示
惠斯登电桥图
图中输入阻抗正负拱桥端子(E+E)间电阻输出电阻正负信号端子(S+S)间电阻中正负拱桥端子(E+E)间电压Ui正负信号端子(S+S)间电压U关系示： (式二)
传感器没受力时桥路衡信号输出零传感器受压力时应变片发生变形桥路阻值发生变化桥路失衡信号端微弱电压信号输出
2 传感器设计概述
设计种基双孔梁称重电阻应变式传感器称量试木材某时刻重量计算该试材该时刻含水率该方法准确度稳定性受木材材性影响木材含水率均性关
称重方法测量木材含水率直接方法称重传感器采法关键仪器利称重法获木材检验板某时刻重量根木材含水率定义式计算木材该时刻含水率
称重法方法相具明显优越性：首先称重法测量木材含水率直接方法测量准确度稳定性木材身性质关消木材含水率均匀测量结果影响测量准确度稳定性保证次称重法测量木材含水率定义方法测量范围称重传感器称重量程决定称重量程选择合适木材含水率测量范围没限制
电阻应变式称重传感器电阻应变片粘贴弹性敏感元件然适方式组成电桥力(重量)转换成电信号转换元件
电阻应变式称重传感器曲两部分组成部分弹性敏感元件利测重量转换弹性体应变值部分电阻应变片作变换元件弹性体应变步转换电阻值变化弹性体受重量作时应变电阻变化会引起电桥衡输出电压信号该信号加载重量成正弹性体弹性范围相变化引起变形重量成正
3 设计传感器工作原理
电阻应变片工作原理基应变效应导体产生机械变形时电阻值相应发生变化金属导体应变效应应变灵敏系数K描述：
（式）
式中：——泊松 ——取决金属导体品格结构例系数
金属材料电阻相变化前两项决定导体尺寸效应压阻效应辅半导体材料电阻相变化第三项决
定压阻效应尺寸效应辅
4 传感器弹性元件结构
电阻应变式称重测力传感器弹性元件受力状态分拉压式(柱式筒式环式)弯曲式(梁式)剪切式三类
改善悬臂梁特性提高动特性时增加灵敏度梁做成种形状改变应力分布增强刚度双孔梁中代表性种
双孔梁结构图示
板状梁两孔梁端部集中力作时孔承受弯曲变形应变片粘贴孔壁应变片处相反应力区R1R4变形拉伸时R2R3压缩变形四应变片组成差动电桥输出特性线性度外种粱刚度单梁动特性滞根应力分布图出受力点位置变化时孔弯矩增加孔弯矩减桥路动补偿提高传感器精度时力点位置求降低
称重测力领域常采拉压式弯曲式应变传感器该电路精度稳定性已达定水拉压式称重测力传感器高度直接影响精度横稳定性力点移动输出信号影响拉压称性差尤安装条件标准条件致时引起误差更难估计双孔梁称重测力传感器零弯矩区高度加载方式受力点移动敏感抗偏心抗侧力选称重传感器部采双孔梁作弹性元件年发展起梁式剪切称重测力传感器然消受力点变化输出影响性优良弹性体结构复杂贴片较困难设计没采
5 传感器测量电路
目前应变片测量电桥直流供电
图直流供电测量电桥原理图
中第臂电阻应变片应变引起电阻变化△RtR1R2R3R4时电桥电压灵敏度Su时：
（式二）
应变时
（式三）
（式四）
（式二）知电桥输出电压非线性（式三)假定应变片承受应变时结时线性实际非线性特性曲线理想线性特性曲线偏差称非线性误差采差动电桥消非线性误差设计电阻应变式称重传感器选直流供电应变全桥该电桥电压灵敏度单工作应变片电压灵敏度提高4倍具温度补偿作
6 传感器特性
1．灵敏度金属丝灵敏度系数(Ko)表示金属丝受力电阻相变化轴长度相变化间关系金属丝制成应变片应变片灵敏系数K新量值K恒Ko胶基力传递变形失真外横效应K温度函数K求稳定性
2．线性度弹性体应变敏感元件电阻相变化理呈线性关系实际施加弹性体力超定范围时会出现非线性关系
3横效应粘贴弹性体应变片敏感栅许条直线圆角部分组成受应力直线段电阻增加圆角部分电阻减综合效应应变片灵敏度降种现象称应变片横效应工程采箔式应变片减横效应
4．机械滞热滞贴应变片弹性体循环加载卸载时应变片间特性曲线重合程度称机械滞加载卸载特性曲线差异值称应变片机械滞值物理意义保持外界条件变弹性体循环加载卸载程中载荷应变片输出差值机械机械滞值弹性体受恒定外力时 环境温度改变时应变片电阻值变化循环改变温度时应变片温度电阻差值称应变片热滞值
5．零漂蠕动恒温条件贴应变片弹性体承受载荷应变片阻值时间变化情况称应变片零漂恒温条件加贴应变片弹性体载荷力恒定应变片应变输出时问变化情况称应变片蠕动
6．应变极限粘贴弹性体应变片测量载荷力称应变极限恒温条件缓慢均匀施加载荷力应变片输出机械应变10％时认应变片已接破坏状态时应变值称应变极限值
7．电阻应变片疲劳寿命应变片粘贴降陛体应变极限复循环施加载荷应变片承受某特定载荷作循环次数应变片疲劳寿命般指标达106次方
8．电阻应变片容许电流应变片接成桥路电流通时会产生热量电阻应变片温度升高电流超允许电流值时造成应变片烧断栅丝显然允许电流弹性体尺寸材料导热系数应变片身尺寸等条件关中允许超允许电流数值注意相关条件
9．电阻应变片绝缘电阻应变片引线弹性体间电阻值称绝缘电阻数量极兆欧级
7 称重传感器常技术参数
1额定容量
生产厂家出称量范围限值
2额定输出（灵敏度）
加额定载荷时载荷时传感器输出信号差值称重传感器输出信号加激励电压关额定输出单位mVV表示称灵敏度
3灵敏度允差
传感器实际稳定输出应标称额定输出差该标称额定输出百分例某称重传感器实际额定输出2002mVV相适应标准额定输出2mVV灵敏度允差：（（2．002 – 2000）2000）*100[] 01[]
4非线性
空载荷输出值额定载荷时输出值决定直线增加负荷实测曲线间偏差额定输出值百分
5滞允差
载荷逐渐加载额定载荷然逐渐卸载载荷点加载卸载输出量差值额定输出值百分
6重复性误差
相环境条件传感器反复加荷额定载荷卸载加荷程中负荷点输出值差值额定输出百分
7蠕变
负荷变（般取额定载荷）测试条件保持变情形称重传感器输出时间变化量额定输出百分
8零点输出
推荐电压激励未加载荷时传感器输出值额定输出百分
9绝缘阻抗
传感器电路弹性体间直流阻抗值
10输入阻抗
信号输出端开路传感器未加负荷时电源激励输入端测阻抗值
11输出阻抗
电源激励输入端短路传感器未加载荷时信号输出端测阻抗
12温度补偿范围
温度范围传感器额定输出零衡均严密补偿会超出规定范围
13零点温度影响
环境温度变化引起零衡变化般温度变化10K时引起零衡变化量额定输出百分表示
14额定输出温度影响
环境温度变化引起额定输出变化般温度变化10K引起额定定输出变化量额定输出百分表示
15温度范围
传感器温度范围性参数均会产生永久性害变化
8 传感器设计相关参数选择
粘贴弹性元件应变片阻值具定分散性片粘贴质量样温度变化影晌会引起电桥输出电阻应变式称重传感器必须系列调整实际说进行零点补偿温度补偿弹性模量补偿灵敏度调整等补偿电路图示中RsRmRnRz补偿元件4R工作应变片
1．零点补偿
温度恒定传感器承受载荷时应变片阻值等造成输出称零点输出零调整作零点调整
式中：Rz串入第二臂零点补偿电阻Ui供桥电压U电桥输出电压
2．温度补偿
应变片组成电桥时已考虑初步温度补偿(桥路补偿补偿等)环境温度变化时电桥会产生附加输出载荷时温度变化输出称零漂载荷时电桥输出灵敏度温度变化称灵敏度漂移
(1)零点温漂
引起漂移原：应变片电阻温度系数弹性元件线膨胀系数均匀电阻应变片胶基厚度固化程度致连接导线长度焊点质量影响等致成四桥臂电阻温度系数致引起某桥臂串联温度系数较铜电阻(镍电阻)提高该臂总电阻温度系数进行温度补偿时应变式称重传感器分放入低温油槽高温油槽测出两次电桥输出电压根高低温输出电压差值△Uq极性正负决定臂中串接温度补偿电阻Rq
中：温度补偿电阻铜温度系数代入数值计算温度补偿电阻Rq3．3
零点温度补偿电阻接入时会电桥产生新循零点调整电阻零点温度补偿电阻反复次进行结果满足
(2)传感器灵敏度温度补偿
传感器灵敏度应变片Ko值弹性元件E值尺寸关温度变化时量变化造成传感器灵敏度变化中E值变化温度变化100℃弹性模量E约变化3．5％般情况温度升高时E值变电桥输出电压增加动态漂移正值进行补偿供桥回路串联正温度系数电阻Rm温度升高时供桥电压降Rm采镍丝分成两份称放置样利电桥灵敏度变化补偿传感器灵敏度
变化关文献知补偿电阻Rm式确定
式中：——应变片电阻温度系数
——补偿电阻温度系数
S1——温度t时电桥灵敏度
S2——温度t时电桥灵敏度
S1S2实测仅反映弹性模量E变化反映灵敏系数Ko弹性元件尺寸变化种补偿综合性
3传感器灵敏度化
批量生产型号传感器输出灵敏度应致进行化处理利供桥回路串联电阻Rs方法改变传感器灵敏度般串联电阻Rs温度系数较(锰铜)R式确定：
中So规定标准灵敏度
实际验表明应首先组成电桥传感器进行疲劳试验初步进行线性重复性稳定性试验合格先进行零点补偿温度补偿然进行灵敏度温度漂移补偿进行灵敏度化处理
9 应技术应领域
着技术进步称重传感器制作电子衡器已广泛应行业实现物料快速准确称量特着微处理机出现工业生产程动化程度化断提高称重传感器已成程控制中种必需装置前称重型罐料斗等重量计测吊车秤汽车秤等计测控制混合分配种原料配料系统生产工艺中动检测粉粒体进料量控制等应称重传感器目前称重传感器运称重领域
称重传感器应种电子衡器工业控制领域线控制安全载报警材料试验机等领域：电子汽车衡电子台秤电子叉车动态轴重秤电子吊钩秤电子计价秤电子钢材秤电子轨道衡料斗秤配料秤罐装秤等
三 总结
通学期学传感器知识称重传感器中心设计题更加深入解称重传感器解传感器工作原理分类应等文围绕电阻应变式称重传感器电阻应变式称重传感器深入研究进展开设计设计理结合实际方式进行查阅相关参考书相关文献亲动手操作电阻应变片特性实验理知识巩固掌握基础加实验验证操作进行现象观察实验结果分析实验结次设计成功完成通次设计受益匪浅设计传感器认识更加深入巩固夯实理知识加强动手动脑力次通设计接触电阻应变式传感器亲身感受传感器性作质传感器全新认识利学研究
四 参考资料
（1）电阻式应变称重传感器选原浅谈 志斌 宜兴申电子称量限公司
（2）电阻应变式称重传感器 刘思聪 刘文华 左占林
（3）电阻应变式称重传感器设计 王琦 哈尔滨林业机械研究黑龙江哈尔滨150086
（4）电阻应变式称重传感器原理障分析检测 刘丹 高彬 郑畅 安阳钢铁集团公司计控处河南安阳455000
（5）电阻应变式称重传感器原理障分析 廉晓霞 中铝公司山西分公司山西河津043300
（6）检测技术仪表第2版 武汉理工学出版社 王俊杰 编 王家桢 审
（7）动检测技术仪表昆明理工学实验指导书 编 陈显宁 汤占军
天津 城市建设学院
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电子系统综合设计
设计说明书
设计数显应变量测量仪
学生姓名
班级
电信科班
成绩
指导教师(签字)
计算机信息工程学院
2013年X月X日
题目：电阻应变式称重传感器设计
摘
称重传感器电子衡器核心部件着称重传感器技术断发展应领域断扩传感器越越关注文通传感器工作原理分类应等分析介绍种基双孔梁称重电阻应变式传感器称量试木材某时刻重量计算该试材该时刻含水率该方法准确度稳定性受木材材性影响木材含水率均性关
称重传感器
1 简介
称重传感器知识密集技术密集技巧密集型高技术产品研制生产涉容离散技术密集程度高边缘学科色彩浓种学科相互交叉相互渗透结晶称重传感器种质量信号转变测量电信号输出装置传感器先考虑传感器处实际工作环境点正确选称重传感器关重关系传感器否正常工作安全寿命整衡器性安全性称重传感器技术指标基概念评价方法新旧国标质差异
着技术进步称重传感器制作电子衡器已广泛应行业实现物料快速准确称量特着微处理机出现工业生产程动化程度化断提高称重传感器已成程控制中种必需装置前称重型罐料斗等重量计测吊车秤汽车秤等计测控制混合分配种原料配料系统生产工艺中动检测粉粒体进料量控制等应称重传感器目前称重传感器运称重领域
2 种类
称重传感器转换方法分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8类电阻应变式广
二电阻应变式称重传感器设计
1 电阻应变式称重传感器简介工作原理
电阻应变传感器电阻应变片测量线路两部分组成中电阻应变片感应测量压力（包括扭矩荷重拉力）外力作产生弹性形变导致电阻值发生改变力转换成电阻变化检测元件测量线路变化电阻转换电信号实现测压力终指示信号远传应变测量方法灵敏度高测量范围广频率响应快静态测量动态测量尺寸重量轻种恶劣环境工作广泛应种力测量仪器科学实验中电阻应变式传感器（straingauge type transducer ）电阻应变计转换元件电阻式传感器电阻应变式传感器弹性敏感元件电阻应变计补偿电阻外壳组成根具体测量求设计成种结构形式弹性敏感元件受测量力产生变形附着电阻应变计起变形电阻应变计变形转换电阻值变化测量力压力扭矩位移加速度温度等种物理量传感器中电阻应变片具金属应变效应外力作产生机械形变电阻值发生相应变化电阻应变片金属半导体两类金属应变片金属丝式箔式薄膜式分
工作原理：电阻应变式称重传感器通常金属弹性体作力转换应变元件弹性体(弹性元件)外力作产生弹性变形粘贴表面电阻应变片产生变形电阻应变片变形阻值发生变化(增减)相应测量电路电阻变化转换电压信号通力应变电阻变化电压信号变化四环节完成外力转变电信号程见弹性体电阻应变片测量电路电阻应变式称重传感器中缺少部分面三方面简述
(1)电阻应变片根电阻丝机械分布块机材料制成基底成片应变片重参数灵敏系数KK制作金属电阻丝材料性质决定常数应变片形状尺寸关电阻丝受力变形电阻率会改变电阻应变片电阻变化率(电阻相变化)电阻丝伸长率(长度相变化)间关系示： (式)
述关系式常写作：
(2)弹性体特殊形状结构件功两首先承受称重传感器受外力外力产生反作力达相静衡次产生高品质应变场(区)粘贴区电阻应变片较理想完成应变电阻变化务
(3)测量电路功电阻应变片电阻变化转换电压变化输出惠斯登电桥具优点较方便解决称重传感器温度蠕变零点偿问题等惠斯登电桥称重传感器中广泛应惠斯登全桥式等臂电桥灵敏度高臂参数致种干扰影响易控制应变式称重传感器应变片般均采惠斯登全桥式等臂电桥联结方法图示
惠斯登电桥图
图中输入阻抗正负拱桥端子(E+E)间电阻输出电阻正负信号端子(S+S)间电阻中正负拱桥端子(E+E)间电压Ui正负信号端子(S+S)间电压U关系示： (式二)
传感器没受力时桥路衡信号输出零传感器受压力时应变片发生变形桥路阻值发生变化桥路失衡信号端微弱电压信号输出
2 传感器设计概述
设计种基双孔梁称重电阻应变式传感器称量试木材某时刻重量计算该试材该时刻含水率该方法准确度稳定性受木材材性影响木材含水率均性关
称重方法测量木材含水率直接方法称重传感器采法关键仪器利称重法获木材检验板某时刻重量根木材含水率定义式计算木材该时刻含水率
称重法方法相具明显优越性：首先称重法测量木材含水率直接方法测量准确度稳定性木材身性质关消木材含水率均匀测量结果影响测量准确度稳定性保证次称重法测量木材含水率定义方法测量范围称重传感器称重量程决定称重量程选择合适木材含水率测量范围没限制
电阻应变式称重传感器电阻应变片粘贴弹性敏感元件然适方式组成电桥力(重量)转换成电信号转换元件
电阻应变式称重传感器曲两部分组成部分弹性敏感元件利测重量转换弹性体应变值部分电阻应变片作变换元件弹性体应变步转换电阻值变化弹性体受重量作时应变电阻变化会引起电桥衡输出电压信号该信号加载重量成正弹性体弹性范围相变化引起变形重量成正
3 设计传感器工作原理
电阻应变片工作原理基应变效应导体产生机械变形时电阻值相应发生变化金属导体应变效应应变灵敏系数K描述：
（式）
式中：——泊松 ——取决金属导体品格结构例系数
金属材料电阻相变化前两项决定导体尺寸效应压阻效应辅半导体材料电阻相变化第三项决
定压阻效应尺寸效应辅
4 传感器弹性元件结构
电阻应变式称重测力传感器弹性元件受力状态分拉压式(柱式筒式环式)弯曲式(梁式)剪切式三类
改善悬臂梁特性提高动特性时增加灵敏度梁做成种形状改变应力分布增强刚度双孔梁中代表性种
双孔梁结构图示
板状梁两孔梁端部集中力作时孔承受弯曲变形应变片粘贴孔壁应变片处相反应力区R1R4变形拉伸时R2R3压缩变形四应变片组成差动电桥输出特性线性度外种粱刚度单梁动特性滞根应力分布图出受力点位置变化时孔弯矩增加孔弯矩减桥路动补偿提高传感器精度时力点位置求降低
称重测力领域常采拉压式弯曲式应变传感器该电路精度稳定性已达定水拉压式称重测力传感器高度直接影响精度横稳定性力点移动输出信号影响拉压称性差尤安装条件标准条件致时引起误差更难估计双孔梁称重测力传感器零弯矩区高度加载方式受力点移动敏感抗偏心抗侧力选称重传感器部采双孔梁作弹性元件年发展起梁式剪切称重测力传感器然消受力点变化输出影响性优良弹性体结构复杂贴片较困难设计没采
5 传感器测量电路
目前应变片测量电桥直流供电
图直流供电测量电桥原理图
中第臂电阻应变片应变引起电阻变化△RtR1R2R3R4时电桥电压灵敏度Su时：
（式二）
应变时
（式三）
（式四）
（式二）知电桥输出电压非线性（式三)假定应变片承受应变时结时线性实际非线性特性曲线理想线性特性曲线偏差称非线性误差采差动电桥消非线性误差设计电阻应变式称重传感器选直流供电应变全桥该电桥电压灵敏度单工作应变片电压灵敏度提高4倍具温度补偿作
6 传感器特性
1．灵敏度金属丝灵敏度系数(Ko)表示金属丝受力电阻相变化轴长度相变化间关系金属丝制成应变片应变片灵敏系数K新量值K恒Ko胶基力传递变形失真外横效应K温度函数K求稳定性
2．线性度弹性体应变敏感元件电阻相变化理呈线性关系实际施加弹性体力超定范围时会出现非线性关系
3横效应粘贴弹性体应变片敏感栅许条直线圆角部分组成受应力直线段电阻增加圆角部分电阻减综合效应应变片灵敏度降种现象称应变片横效应工程采箔式应变片减横效应
4．机械滞热滞贴应变片弹性体循环加载卸载时应变片间特性曲线重合程度称机械滞加载卸载特性曲线差异值称应变片机械滞值物理意义保持外界条件变弹性体循环加载卸载程中载荷应变片输出差值机械机械滞值弹性体受恒定外力时 环境温度改变时应变片电阻值变化循环改变温度时应变片温度电阻差值称应变片热滞值
5．零漂蠕动恒温条件贴应变片弹性体承受载荷应变片阻值时间变化情况称应变片零漂恒温条件加贴应变片弹性体载荷力恒定应变片应变输出时问变化情况称应变片蠕动
6．应变极限粘贴弹性体应变片测量载荷力称应变极限恒温条件缓慢均匀施加载荷力应变片输出机械应变10％时认应变片已接破坏状态时应变值称应变极限值
7．电阻应变片疲劳寿命应变片粘贴降陛体应变极限复循环施加载荷应变片承受某特定载荷作循环次数应变片疲劳寿命般指标达106次方
8．电阻应变片容许电流应变片接成桥路电流通时会产生热量电阻应变片温度升高电流超允许电流值时造成应变片烧断栅丝显然允许电流弹性体尺寸材料导热系数应变片身尺寸等条件关中允许超允许电流数值注意相关条件
9．电阻应变片绝缘电阻应变片引线弹性体间电阻值称绝缘电阻数量极兆欧级
7 称重传感器常技术参数
1额定容量
生产厂家出称量范围限值
2额定输出（灵敏度）
加额定载荷时载荷时传感器输出信号差值称重传感器输出信号加激励电压关额定输出单位mVV表示称灵敏度
3灵敏度允差
传感器实际稳定输出应标称额定输出差该标称额定输出百分例某称重传感器实际额定输出2002mVV相适应标准额定输出2mVV灵敏度允差：（（2．002 – 2000）2000）*100[] 01[]
4非线性
空载荷输出值额定载荷时输出值决定直线增加负荷实测曲线间偏差额定输出值百分
5滞允差
载荷逐渐加载额定载荷然逐渐卸载载荷点加载卸载输出量差值额定输出值百分
6重复性误差
相环境条件传感器反复加荷额定载荷卸载加荷程中负荷点输出值差值额定输出百分
7蠕变
负荷变（般取额定载荷）测试条件保持变情形称重传感器输出时间变化量额定输出百分
8零点输出
推荐电压激励未加载荷时传感器输出值额定输出百分
9绝缘阻抗
传感器电路弹性体间直流阻抗值
10输入阻抗
信号输出端开路传感器未加负荷时电源激励输入端测阻抗值
11输出阻抗
电源激励输入端短路传感器未加载荷时信号输出端测阻抗
12温度补偿范围
温度范围传感器额定输出零衡均严密补偿会超出规定范围
13零点温度影响
环境温度变化引起零衡变化般温度变化10K时引起零衡变化量额定输出百分表示
14额定输出温度影响
环境温度变化引起额定输出变化般温度变化10K引起额定定输出变化量额定输出百分表示
15温度范围
传感器温度范围性参数均会产生永久性害变化
8 传感器设计相关参数选择
粘贴弹性元件应变片阻值具定分散性片粘贴质量样温度变化影晌会引起电桥输出电阻应变式称重传感器必须系列调整实际说进行零点补偿温度补偿弹性模量补偿灵敏度调整等补偿电路图示中RsRmRnRz补偿元件4R工作应变片
1．零点补偿
温度恒定传感器承受载荷时应变片阻值等造成输出称零点输出零调整作零点调整
式中：Rz串入第二臂零点补偿电阻Ui供桥电压U电桥输出电压
2．温度补偿
应变片组成电桥时已考虑初步温度补偿(桥路补偿补偿等)环境温度变化时电桥会产生附加输出载荷时温度变化输出称零漂载荷时电桥输出灵敏度温度变化称灵敏度漂移
(1)零点温漂
引起漂移原：应变片电阻温度系数弹性元件线膨胀系数均匀电阻应变片胶基厚度固化程度致连接导线长度焊点质量影响等致成四桥臂电阻温度系数致引起某桥臂串联温度系数较铜电阻(镍电阻)提高该臂总电阻温度系数进行温度补偿时应变式称重传感器分放入低温油槽高温油槽测出两次电桥输出电压根高低温输出电压差值△Uq极性正负决定臂中串接温度补偿电阻Rq
中：温度补偿电阻铜温度系数代入数值计算温度补偿电阻Rq3．3
零点温度补偿电阻接入时会电桥产生新循零点调整电阻零点温度补偿电阻反复次进行结果满足
(2)传感器灵敏度温度补偿
传感器灵敏度应变片Ko值弹性元件E值尺寸关温度变化时量变化造成传感器灵敏度变化中E值变化温度变化100℃弹性模量E约变化3．5％般情况温度升高时E值变电桥输出电压增加动态漂移正值进行补偿供桥回路串联正温度系数电阻Rm温度升高时供桥电压降Rm采镍丝分成两份称放置样利电桥灵敏度变化补偿传感器灵敏度
变化关文献知补偿电阻Rm式确定
式中：——应变片电阻温度系数
——补偿电阻温度系数
S1——温度t时电桥灵敏度
S2——温度t时电桥灵敏度
S1S2实测仅反映弹性模量E变化反映灵敏系数Ko弹性元件尺寸变化种补偿综合性
3传感器灵敏度化
批量生产型号传感器输出灵敏度应致进行化处理利供桥回路串联电阻Rs方法改变传感器灵敏度般串联电阻Rs温度系数较(锰铜)R式确定：
中So规定标准灵敏度
实际验表明应首先组成电桥传感器进行疲劳试验初步进行线性重复性稳定性试验合格先进行零点补偿温度补偿然进行灵敏度温度漂移补偿进行灵敏度化处理
9 应技术应领域
着技术进步称重传感器制作电子衡器已广泛应行业实现物料快速准确称量特着微处理机出现工业生产程动化程度化断提高称重传感器已成程控制中种必需装置前称重型罐料斗等重量计测吊车秤汽车秤等计测控制混合分配种原料配料系统生产工艺中动检测粉粒体进料量控制等应称重传感器目前称重传感器运称重领域
称重传感器应种电子衡器工业控制领域线控制安全载报警材料试验机等领域：电子汽车衡电子台秤电子叉车动态轴重秤电子吊钩秤电子计价秤电子钢材秤电子轨道衡料斗秤配料秤罐装秤等
三 总结
通学期学传感器知识称重传感器中心设计题更加深入解称重传感器解传感器工作原理分类应等文围绕电阻应变式称重传感器电阻应变式称重传感器深入研究进展开设计设计理结合实际方式进行查阅相关参考书相关文献亲动手操作电阻应变片特性实验理知识巩固掌握基础加实验验证操作进行现象观察实验结果分析实验结次设计成功完成通次设计受益匪浅设计传感器认识更加深入巩固夯实理知识加强动手动脑力次通设计接触电阻应变式传感器亲身感受传感器性作质传感器全新认识利学研究
四 参考资料
（1）电阻式应变称重传感器选原浅谈 志斌 宜兴申电子称量限公司
（2）电阻应变式称重传感器 刘思聪 刘文华 左占林
（3）电阻应变式称重传感器设计 王琦 哈尔滨林业机械研究黑龙江哈尔滨150086
（4）电阻应变式称重传感器原理障分析检测 刘丹 高彬 郑畅 安阳钢铁集团公司计控处河南安阳455000
（5）电阻应变式称重传感器原理障分析 廉晓霞 中铝公司山西分公司山西河津043300
（6）检测技术仪表第2版 武汉理工学出版社 王俊杰 编 王家桢 审
（7）动检测技术仪表昆明理工学实验指导书 编 陈显宁 汤占军
天津 城市建设学院
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