地磅称重传感器原理及常见故障解决方法

1. 电阻应变式称重传感器的组件
电阻应变式称重传感器作为质量—重量转换元件，主要由三部分组成，即电阻应变片、
弹性体和测量电路。
1.1 电阻应变片（传感元件）
电阻应变片也称电阻应变计，简称应变片或应变计，是由敏感栅等构成用于测量应变的
元件。它能将机械构件上应变的变化转换为电阻变化。电阻应变片是由Φ=0.02-0.05mm 的
康铜丝或镍铬丝绕成栅状（或用很薄的金属箔腐蚀成栅状）夹在两层绝缘薄片中（基底）制
成。用镀银铜线与应变片丝栅连接，作为电阻片引线。
电阻应变片的测量原理：金属丝的电阻值除了与材料的性质有关之外，还与金属丝的长
度，横截面积有关。将金属丝粘贴在构件上，当构件受力变形时，金属丝的长度和横截面积
也随着构件一起变化，进而发生电阻变化。
2.2 弹性体（敏感元件）
弹性体是一个有特殊形状的结构件。它的功能有两个，首先是它承受称重传感器所受的
外力，对外力产生反作用力，达到相对静平衡；其次，它要产生一个高品质的应变场（区），
使粘贴在此区的电阻应变片比较理想的完成应变到电信号的转换任务。用做称重传感器弹性
体的金属材料，由于其内部复杂的组织结构关系，当受到外力作用后在微小晶粒之间会产生
微应变，在外力消失以后，微应变随之消失，但是是否能够完全恢复到不受力的原始状态，
则因弹性体的金属材料而异。如果加载力的曲线和卸载力的曲线不重合，差值越大，则迟滞
性越大。其差值主要来源于材料本身成分的稳定性、均匀性、热处理后的径向组织等等。知
道迟滞性产生的原因，我们可以通过选择合适的金属材料，采用先进的热处理方式提高弹性
极限，来减小产生迟滞性从而取得很好的综合机械性能。
传感器弹性体设计时应遵守以下原则：
（1）弹性元件应变区受力单一，应力分布均匀；
（2）支承区尽量形成刚性固定，安装力远离应变区，必要时采取柔性隔离技术；
（3）加载、承载的压头、压垫设计，应使加载线与弹性元件中心线重合，保证加载点
 — 2 —稳定不变；
（4）弹性元件的结构和外壳设计应尽量消除或减少力学干扰因素（横向力、弯矩、扭
矩）的影响，把性能波动减至最小；
（5）若结构条件允许，尽量采取过载保护措施，提高工作的安全可靠性；
（6）弹性元件应变区贴片处应开敞便于贴片作业，贴片表面尽量为平面并容易安装加
压固化夹具；
（7）弹性元件粘贴电阻应变计处便于防护密封作业，焊接膜片的钢度及焊接坡口设计
合理，保证密封质量；
（8）在结构设计的同时应考虑制造工艺，作到设计为可制造性服务；
（9）在结构设计时还应考虑可靠性，即可靠性设计；
（10）工艺设计应有利于大批量生产和工艺流程网络化的统计制程管理。

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