称重传感器是一种将物体重量信号转化为可测量电信号的核心器件,广泛应用于电子秤、工业配料、物流称重等场景。其工作原理围绕 “力 - 形变 - 电信号” 的转化过程展开,核心是利用物理效应实现重量的精准感知。#称重传感器#
从结构来看,称重传感器主要由弹性体、应变片、测量电路三部分组成。弹性体通常采用金属材质(如铝合金、合金钢),具有高强度和稳定的弹性形变特性 —— 当物体重量施加在弹性体上时,它会产生微小且可恢复的形变,这是信号转化的第一步。
应变片是实现 “形变 - 电信号” 转换的关键元件。它由金属箔或半导体材料制成,粘贴在弹性体表面受力敏感区域。其核心特性是 “应变效应”:当弹性体发生形变时,应变片会随之一同拉伸或压缩,导致自身电阻值发生变化 —— 拉伸时电阻增大,压缩时电阻减小,且电阻变化量与弹性体形变程度(即所受重量)呈正比关系。
测量电路则负责将微弱的电阻变化转化为可读取的电信号,最常用的是惠斯通电桥电路。该电路将 4 个应变片组成桥臂,其中 2 个沿弹性体受力拉伸方向粘贴,另外 2 个沿压缩方向粘贴。当无重量施加时,电桥处于平衡状态,输出电压为零;当有重量作用导致应变片电阻变化时,电桥平衡被打破,输出与重量成正比的微弱电压信号。
最后,这一微弱电压信号会经过放大、滤波、模数转换等处理,最终传输到显示仪表或控制系统,转化为直观的重量数值。整个过程中,弹性体的形变一致性、应变片的灵敏度稳定性以及电路的抗干扰能力,共同决定了称重传感器的测量精度。
值得注意的是,不同类型的称重传感器(如电阻应变式、压电式、电容式)在信号转换原理上略有差异,但目前工业领域应用最广泛的仍是电阻应变式,因其具有成本低、精度高、量程范围广等优势,能满足绝大多数场景的称重需求。