電子秤的工作原理課件

電子秤的工作原理出品人：林情、吳為超、林錦鑫、什么是電子秤電子秤，屬于衡器的一種，是利用胡克定律或力的杠桿平衡原理測定物體質(zhì)量的工具。電子秤主要由承重系統(tǒng)（如秤盤、秤體）、傳力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（如杠桿傳力系統(tǒng)、傳感器）和示值系統(tǒng)（如刻度盤、電子顯示儀表）3部分組成。幾種常用的電子秤稱重傳感器類型稱重傳感器按轉(zhuǎn)換方法分為：光電式、液壓式、電磁力式、電容式、磁極變形式、振動式、陀螺儀式、電阻應(yīng)變式等8類，以電阻應(yīng)變式使用最廣。下面我們來詳細(xì)介紹以電阻應(yīng)變式作為稱重傳感器的電子秤。電子秤，主要是由電橋電路及電阻應(yīng)變式傳感器組成,在現(xiàn)代測量技術(shù)中常常需要將非電量,利用傳感器轉(zhuǎn)變成電量，后再進(jìn)行測量，電阻應(yīng)變式傳感器是一種利用金屬電阻應(yīng)變片，將應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電阻變化的傳感器，它一般分為金屬絲式和箔式兩類,這里分別介紹其結(jié)構(gòu)和工作原理,其結(jié)構(gòu)如圖所示:電阻應(yīng)變式傳感器電阻應(yīng)變式傳感器原理測量力時(shí),可將電阻應(yīng)變片粘貼在承受被測力的彈性元件上當(dāng)力作用在彈性元件上時(shí),它將產(chǎn)生應(yīng)變,通過粘貼膠將此應(yīng)變傳遞給電阻應(yīng)變片,使應(yīng)變片的電阻產(chǎn)生變化,此現(xiàn)象稱為電阻應(yīng)變效應(yīng)因?yàn)閺椥栽膽?yīng)變與所承受的力的大小成比例,所以應(yīng)用橋式測量電路測出電阻應(yīng)變片的電阻變化值即可測出力的大小導(dǎo)體的電阻值可以用下式計(jì)算當(dāng)此應(yīng)變片兩端受拉或受壓以后,它將發(fā)生變化,對上式進(jìn)行微分,得通過上式可看出,電阻變化與應(yīng)變片的應(yīng)變是成比例的通過測量電阻的變化,就可測出應(yīng)變,也就可以測出受力了接下來通過介紹非平衡電橋的工作原理了解怎樣測量電阻的變化非平衡電橋的工作原理在測量中常常會因?yàn)榇郎y信號很小,所以用一般的測量儀表較難直接測量,因此常把它轉(zhuǎn)換成電壓變化后再用電測儀器進(jìn)行測定,這正是利用電橋電路來進(jìn)行這種變換的。ps:惠斯通電橋科技名詞定義中文名稱：惠斯通電橋英文名稱：Wheatstonebridge定義：測量電阻值的一種四臂電橋，被測電阻為一個(gè)臂，其余三個(gè)臂是已知標(biāo)準(zhǔn)電阻，其中至少有一個(gè)臂是可調(diào)的。應(yīng)用學(xué)科：機(jī)械工程（一級學(xué)科）；電測量儀器儀表（二級學(xué)科）；電測量器具和設(shè)備（三級學(xué)科）惠斯通電橋（又稱單臂電橋）是一種可以精確測量電阻的儀器。圖所示是一個(gè)通用的惠斯通電橋。電阻R1，R2，R3，R4叫做電橋的四個(gè)臂，G為檢流計(jì)，用以檢查它所在的支路有無電流。當(dāng)G無電流通過時(shí)，稱電橋達(dá)到平衡。平衡時(shí)，四個(gè)臂的阻值滿足一個(gè)簡單的關(guān)系，利用這一關(guān)系就可測量電阻。PS：稱重傳感器的基本知識3.常用應(yīng)變計(jì)的阻值(Ω)

350；700；1000三、稱重傳感器的工作原理1.兩個(gè)典型的力學(xué)模型當(dāng)F＞0時(shí)，R1、R3被拉伸，阻值增大；R2、R4被壓縮，阻值減小。2.惠斯頓電橋在應(yīng)變計(jì)的電測技術(shù)中，應(yīng)用最廣泛的測量電路是惠斯通電橋電路。測量電橋由于具有靈敏度高、測量范圍寬、電路結(jié)構(gòu)簡單、精度高、容易實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償?shù)葍?yōu)點(diǎn)，因此能很好地滿足應(yīng)變測量的要求。電橋根據(jù)電源的性質(zhì)分直流電橋和交流電橋兩種，當(dāng)Ui為直流時(shí)該電橋?yàn)橹绷麟姌?。電橋電路如上圖所示，它的四個(gè)橋臂由R1、R2、R3、R4組成。1)直流電橋的電壓輸出根據(jù)分壓原理，從D-A-C半橋來看，從D經(jīng)A到C的電壓降為Ui，通過R1、R2的電流I1=Ui/(R1+R2)(1)R2上的電壓降為I1R2，代入(1)得UAC=Ui*R2/(R1+R2)(2)同樣，D-B-C半橋的電壓降也是Ui，R3上的電壓降為：PS:靈敏度我們在選擇稱重傳感器時(shí)，傳感器的說明書會有很多參數(shù)向我們說明這種傳感器的性能指，其中的抗干擾的，受溫度漂移影響的。還有精度的。

其中有一個(gè)參數(shù)叫靈敏度，它一般是向如下這么標(biāo)注的：

靈敏度

2±0.002(mv/v)

這個(gè)靈敏度是什么意思呢？這是傳器的一個(gè)重要性能指標(biāo)，當(dāng)然其它指標(biāo)也很重要，但在我們選擇傳感器要使用時(shí)，這個(gè)指標(biāo)會直接影響到使用。其實(shí)它的意思是，傳感器在受到額定的拉力(如果滿量程是200KG的，它的額定拉力就是200KG)做用下，在激勵電壓(也叫供橋電壓，輸入電壓)是1v的情況下，它的兩個(gè)輸出端會有2mv的壓力變化。當(dāng)然實(shí)際工作時(shí)激勵電壓會大于1v，一般為10v到12v。如果一個(gè)200KG的傳感器，它的靈敏度是2±0.002(mv/v)，它的激勵電壓是10v，那么在200KG拉力作用下，輸出端的壓力變化就是2*10=20mv。我們在選擇傳感器的時(shí)候，往往是三個(gè)或四個(gè)同時(shí)并聯(lián)使用的，必須要求每個(gè)傳感器的靈敏度要相同才能同時(shí)使用。如果不相同的會使整個(gè)秤不準(zhǔn)，把一個(gè)東西放在同一個(gè)秤的不同地方會顯示不同的重量。如果在更換損壞的傳感器時(shí)，也要找到靈敏度和量程相同的傳感器，其它的指標(biāo)可以忽略，只要這兩項(xiàng)指標(biāo)相同，