下载文档原格式
电子秤的工作原理电子秤是一种现代化的称重工具，它的工作原理是通过传感器和电子信号转换器实现的。
下面将详细介绍电子秤的工作原理。
首先，电子秤的主要部件是称重传感器。
称重传感器通常由弹簧和扭曲力测量装置组成。
当物体放在秤盘上时，弹簧会受到物体的压力而发生弯曲或扭曲，通过测量弹簧的改变量就可以得出物体的重量。
其次，称重传感器采集到的物体的重量信息需要转化为电子信号进行处理。
这时，电子秤中的电子信号转换器就发挥了关键作用。
电子信号转换器通过将称重传感器采集到的物体重量信息转化为电压信号或电流信号来实现。
然后，电子秤的显示器将转换后的电子信号转化为可见的数字或图形形式。
显示器通常是液晶显示器或LED显示器。
当转换后的电子信号经过处理后，数值将被传送到显示器上显示出来，显示出物体的重量。
另外，电子秤还具有一些额外的功能，比如称重范围选择、零点校准、累积计量、计算机联机等。
这些功能通过与电子秤的控制系统的连接和配合实现。
电子秤的工作原理简而言之，就是通过传感器感知物体的重量，然后将感知到的重量信息转化为电子信号，最后经过显示器显示出来。
整个过程中，准确的测量是非常重要的。
为了确保电子秤的测量精度，厂家通常会在生产和出厂之前对电子秤进行校准。
校准过程中，将已知准确重量的物体放在电子秤上进行测试，并调整电子秤的测量精度，使其显示出的重量与已知准确重量相吻合。
总的来说，电子秤通过传感器和电子信号转换器实现了称重和显示的功能。
它的工作原理简单高效，可以准确地测量物体的重量。
电子秤在各个领域中得到广泛应用，如食品加工、化工、医药等行业，对于我们的日常生活也起到很大的便利作用。
除了以上所述的工作原理，电子秤还可以通过加入其他技术来提高其功能和准确性。
一种常见的技术是称重传感器的组合。
电子秤通常使用多个称重传感器来分布在秤盘的不同部位。
这样可以更均匀地受力，并提高测量的准确性。
例如，如果只有一个传感器放置在秤盘的中央，当物体重量不均匀地分布时，秤盘可能会出现倾斜，影响称重结果的准确性。
称重传感器工作原理称重传感器是一种用于测量物体重量的传感器。
它们广泛应用于工业、商业和家庭领域，例如在厨房中测量食物的重量、在工厂中测量原材料的重量、在医院中测量病人的体重等等。
本文将介绍称重传感器的工作原理。
称重传感器的工作原理基于牛顿第二定律，即力等于质量乘以加速度。
当一个物体放在称重传感器上时，它会施加一个力，这个力就是物体的重量。
称重传感器会将这个力转换为电信号，然后通过电路进行处理，最终输出一个数字信号，表示物体的重量。
称重传感器的核心部件是称重传感器芯片。
称重传感器芯片通常由一个弹性体和一个电阻应变片组成。
当物体放在称重传感器上时，弹性体会发生形变，这个形变会导致电阻应变片的电阻值发生变化。
电阻应变片的电阻值变化会导致电路中的电流和电压发生变化，这个变化会被称重传感器芯片转换为数字信号，表示物体的重量。
称重传感器的精度和灵敏度取决于弹性体的材料和电阻应变片的灵敏度。
弹性体的材料通常是金属或者塑料，金属弹性体的精度和灵敏度比塑料弹性体更高。
电阻应变片的灵敏度取决于它的材料和结构，常用的材料有金属、半导体和聚合物，常用的结构有片状、网状和薄膜状。
除了弹性体和电阻应变片，称重传感器还包括一个放大器和一个模数转换器。
放大器用于放大电路中的电流和电压信号，以便于模数转换器进行数字信号的转换。
模数转换器将模拟信号转换为数字信号，数字信号的精度和分辨率取决于模数转换器的位数，位数越高，数字信号的精度和分辨率越高。
称重传感器的工作原理还受到环境因素的影响，例如温度、湿度和振动等。
温度会影响弹性体和电阻应变片的性能，湿度会影响电路中的电阻和电容，振动会影响电路中的信号传输。
为了保证称重传感器的精度和稳定性，需要对环境因素进行控制和补偿。
称重传感器是一种用于测量物体重量的传感器，它的工作原理基于牛顿第二定律，通过弹性体和电阻应变片将物体的重量转换为电信号，然后通过电路进行处理，最终输出一个数字信号，表示物体的重量。
电子秤的传感原理
电子秤是一种常见的计量仪器，它通过一种称为传感原理的方式来测量物体的质量。
传感原理主要包括应变原理和电磁感应原理。
1. 应变原理：电子秤中的传感器通常采用应变式传感器。
应变式传感器通常由金属材料制成，具有较好的弹性和导电性。
当外力作用在传感器上时，会使传感器产生应变，导致传感器金属材料内部发生微小的形变。
这种形变会使传感器产生电阻或电容变化，电子秤通过测量这种电阻或电容的变化，就可以得知物体的质量。
2. 电磁感应原理：电子秤中的传感器通常采用电磁式传感器。
电磁式传感器由线圈和磁铁组成。
当物体放置在电子秤上时，物体质量会使传感器感受到重力，并产生相应的压力。
这种压力通过线圈感应到，并转化为电信号。
通过测量这个电信号的强度，电子秤就能得知物体的质量。
无论是应变原理还是电磁感应原理，电子秤都可以将物体的质量转化为电信号进行测量和显示。
这些电子信号最终被处理器处理并转换成数值，显示在电子秤的显示屏上。
通过这种方式，人们可以方便地获得物体的质量信息。
称重传感器工作原理
称重传感器是一种用来测量重量和质量的传感器，它能将物体的重量转化为电信号输出。
其工作原理基于牛顿第二定律，即质量乘以加速度等于所受的力，将这个定律应用到称重传感器上，即将物体放置在传感器上，根据物体所受的重力大小，测得传感器所受的力，进而计算得到物体的重量或者质量。
称重传感器通常采用电阻变化或者电容变化的原理进行测量。
其中，电阻变化方式采用压阻片或者应变片，当物体作用力时，导致电阻产生变化，从而获取初始重量并输出电信号。
而电容变化方式则采用两个电极板形成的电容结构，当物体置于两板之间，改变了电容之后，根据电容变化计算出物体的重量或质量。
现代的称重传感器采用微机控制技术，结合了数字信号处理、滤波技术以及传输技术，通过数字处理技术对传感器输出的信号进行有效的数据处理，提高了精度和稳定性。
总之，称重传感器工作原理基于力的作用，采用电容变化或电阻变化的原理进行测量，结合数字技术进行有效的数据处理，以此实现对物体重量或质量的测量和计算。
2019年第2期农机使用与维修17输出电压为零。
当称重传感器负载，弹性敏感元件的应变会引起电阻应变片产生形变，理论情况下，负载力与电阻应变片的应变量应该成正比关系，但受到加工和安装以及材料的非线性影响，使负载力与应变量呈现一定的非线性关系。
此时图中的电阻应变片队和R4被拉伸，电阻值增大，而R2、R3被压缩，电阻值减小。
由于不同位置的电阻发生改变，此时电桥失去平衡，传感器会生成并输出压力测量电压U2，由于U2与所受负载成非线性关系，当负载越大，称重传感器的非线性误差也就越大[2]。
U图1电阻式压力传感器结构原理2.2非线性误差补偿方案为减少称重传感器非线性误差的影响,通过一定的技 术手段提升称重传感器输人和输出的线性关系程度，以保 证传感器工作过程的准确性和可靠性，提高测量、传输和 控制过程的稳定性。
对于称重传感器非线性误差的补偿 方法很多，按照补偿形式大体可以分为硬件补偿和人工神 经网络软件补偿两大类。
硬件补偿主要是利用一定的元器件或电子线路进行 非线性误差的矫正，其特点是相对简单便捷，是传统称重 传感器非线性误差补偿的常用方法。
随着生产力的不断 进步，工业上对称重传感器的非线性误差补偿精度提出了 更高的要求。
由于硬件补偿受到电子器件漂移和技术能 力的影响，难以做到全程补偿，其在准确性和可靠性上难 以满足更高的要求标准，因此，利用更新的计算机技术和 函数原理的软件补偿方式被快速开发。
近年来，通过神经 网络对称重传感器进行非线性误差补偿受到了越来越多 专业人士的重视，人工神经网络的函数逼近功能说明：对 于任意的连续函数或映射关系，必然会存在一个3层的前 向网络，能够以任意准确度逼近此函数或映射关系，如图 2所示。
除上述两种补偿方式外，还可通过多项式拟合法 和建立传感器的分度表的方法实现非线性误差的补偿，但 由于多项式拟合法复杂程度高，传感器分度表的存储器容 量有限，现阶段的使用量也都在逐渐减少[3]。
称重传感器工作原理摘录时间:2009-12-6 22:07:20深圳市秦合源科技有限公司一、各传感器原理压电传感器：基于压电效应的传感器。
是一种自发电式和机电转换式传感器。
它的敏感元件由压电材料制成。
压电材料受力后表面产生电荷。
此电荷经电荷放大器和测量电路放大和变换阻抗后就成为正比于所受外力的电量输出。
压电式传感器用于测量力和能变换为力的非电物理量，如压力、加速度等(见压电式压力传感器、加速度计)。
它的优点是频带宽、灵敏度高、信噪比高、结构简单、工作可靠和重量轻等。
缺点是某些压电材料需要防潮措施，而且输出的直流响应差，需要采用高输入阻抗电路或电荷放大器来克服这一缺陷。
配套仪表和低噪声、小电容、高绝缘电阻电缆的出现，使压电传感器的使用更为方便。
它广泛应用于工程力学、生物医学、电声学等技术领域应变传感器：应变传感器是国内外应用较广泛的一种,它是以电阻应变计为转换元件,将非电量如:力、压力、位移、加速度、扭矩等参数转换为电量。
光电传感器：将光信号转换成电信号的传感器热电传感器：将热信号转换成电信号的传感器电容式传感器原理电容式传感器原理二、各传感器应用电容式压力传感器科学技术的不断发展极大地丰富了压力测量产品的种类，现在，压力传感器的敏感原理不仅有电容式、压阻式、金属应变式、霍尔式、振筒式等等但仍以电容式、压阻式和金属应变式传感器最为多见。
金属应变式压力传感器是一种历史较长的压力传感器，但由于它存在迟滞、蠕变及温度性能差等缺点，其应用场合受到了很大的限制。
压阻式传感器是利用半导体压阻效应制造的一种新型的传感器，它具有制造方便，成本低廉等特点，但由于半导体材料对温度极为敏感，所以其性能受温度影响较大，产品的一致性较差。
电容式传感器是应用最广泛的一种压力传感器，其原理十分简单。
一个无限大平行平板电容器的电容值可表示为：C= ε s/d（ε为平行平板间介质的介电常数，d 为极板的间距，s 为极板的覆盖面积）改变其中某个参数，即可改变电容量。
称重传感器原理及结构
称重传感器是一种用于测量物体质量或重量的装置，它基于一定的物理原理来实现测量。
以下是一般称重传感器的原理和结构：
1. 原理：
- 应变计原理：应变计是一种敏感的电阻器，其电阻值随受力变化而产生微小的变化。
称重传感器通过将应变计粘贴或安装在测量体结构上，当受到物体的负荷时，结构会发生微小的形变，导致应变计电阻值的变化。
通过测量电阻值的变化，可以间接测量物体的重量。
- 压阻效应原理：压阻传感器利用压阻效应，即材料电阻值随受力而变化的特性。
当受到物体的压力时，压阻传感器内部的材料会发生电阻值的变化，通过测量电阻值的变化，可以推算出物体的重量。
2. 结构：
- 弹性体结构：称重传感器通常采用具有一定弹性的材料构造，如弹簧或弹性金属片。
当物体施加在弹性体上时，它会产生微小的形变，这种形变与物体的重量成正比。
- 支撑结构：传感器通常具有一个支撑结构，用于固定和支撑弹性体以及传递受力。
支撑结构通常是坚固而稳定的，以确保传感器的准确性和可靠性。
- 信号输出：传感器通常配备信号输出接口，用于将测量到的重量信号转换成电信号输出给外部设备进行处理和显示，如模拟电压输出或数字信号输出。
综上所述，称重传感器利用应变计或压阻效应原理，通过测量弹性体结构的形变或材料电阻值的变化来间接测量物体的重量。
这些传感器结构简单、可靠，并且在各种应用中广泛使用，如工业生产、物流运输、医疗设备等。
称重传感器好坏判断与称重传感器常见的五种误差原
因分析
称重传感器实际上是一种将质量信号转变为可测量的电信号输出的装置。
用传感器茵先要考虑传感器所处的实际工作环境，这点对正确选用称重传感器至关重要，它关系到传感器能否正常工作以及它的安全和使用寿命，乃至整个衡器的可靠性和安全性。
在称重传感器主要技术指标的基本概念和评价方法上，新旧国标有质的差异。
称重传感器好坏判断
称重设备经长时间使用有可能会出现称量不准的现象，一般我们要通过对称重控制仪的标定来解决这类问题。
可有时候不管怎幺标定都无法让秤体恢复正常，这时我们就要详细从称重机构各方面进行排查，而称重机构中的核心部件便是称重传感器。
目前的称重设备一般采用电阻应变片式称重传感器（模拟）作为称重机构核心部件，它采用惠斯顿电桥原理将重量信号转变为线性变化的电信号，常规有四条线，输入为5-10V激励电压（供电电压），输出为以mV为单位的重量信号。
下面小编带大家了解称重传感器的好坏判定方法：。
称重传感器并联组秤原理及其误差合成中国运载火箭技术研究院第七0二研究所刘九卿【摘要】21世纪已经到来，这将是电子称重技术在高新技术牵引下大发展的年代。
研讨电子称重领域共性的关键技术和基础理论，对称重技术的进步和电子衡器产品的开发有较大促进作用。
为此，本文介绍了最普通又极容易被误解的多个称重传感器并联组秤的输出问题；对称重传感器合成误差有影响的单个称重传感器的各种误差的正确合成问题。
讨论了多个称重传感器系统的误差和单个称重传感器合成误差的关系，并推导出相应的误差计算公式。
【关键词】称重传感器；并联输出；误差；合成误差；误差分布1．概述自从60年代末期全电子衡器问世以来，其重量转换系统通常由多个称重传感器组成，被称重量便分配在这些称重传感器上。
如何将各称重传感器的电桥电路连接起来得到总的输出信号，并把它送至称重显示控制仪表，一般有串联、并联和混联三种输出电路。
全电子衡器问世之初，由于称重显示控制仪表的分辨率和准确度较低，为了得到较精确的测量结果，多采用串联输出电路。
其优点是可以得到较大的输出电压，串联输出是各称重传感器电桥电路输出之和，缺点是增大了称重传感器的输出阻抗，容易引入共模干扰，特别是每个称重传感器一定要有单独的供桥稳压电源，否则完全破坏电桥电路原有的关系，这就增加了整个系统的复杂性，而且要使多个单独的稳压电源做得一样是非常困难的，如果是直流那就更困难了。
随着科学技术的进步，称重显示控制仪表的分辨率和准确度有了较大提高，70年代中期以来，多个称重传感器的电子称重系统基本上告别了串联输出电路，而采用并联输出电路。
它分别将每个称重传感器电桥电路的输入端、输出端并联，将并联后的输出端接至称重显示控制仪表。
并联输出电路只需要一台公共稳压电源给各称重传感器施加供桥电压，即节省设备，简化系统，又提高了称量的可靠性。
并联输出还可以减小总输出阻抗，增强系统抗干扰能力。
但它要求每个称重作者简介：刘九卿（1937～），男（汉族），辽宁省海城市，中国运载火箭技术研究院第702研究所研究员，享受国务院政府特殊津贴专家，在职时从事各型号运载火箭结构强度试验应力分析等工作，现为中国衡器协会技术顾问。
传感器的输出阻抗散布要小，输出灵敏度公差不能太大。
对于称重传感器制造工艺而言，这两个要求是容易做到的。
因此70年代以来，国内外多个称重传感器组成的称重系统，几乎全部采用并联输出电路。
混联输出电路是上述串联和并联输出电路的综合，即有串联又有并联。
以四个称重传感器组成的称重系统为例，先两对分别串联后并联的混联输出电路，仍需要4个单独供桥稳压电源，总输出电压或电流均为单个称重传感器电桥输出的2倍。
先两对分别并联后再串联的混联输出电路，只需要2个供桥稳压电源，其总输出电压和电流也是单个称重传感器电桥输出的2倍。
混联输出电路在实际应用中很少采用。
在生产实践中，一个值得注意的问题是，对组成称重系统的称重传感器合成误差有影响的单个称重传感器的各种误差的正确合成；多个称重传感器系统的误差和单个称重传感器合成误差的关系常常被误解。
下面就多个称重传感器并联输出原理，单个称重传感器各种误差的正确合成，多个称重传感器系统的误差和单个称重传感器合成误差的关系，进行简单的分析和探讨。
2．称重传感器并联输出原理应变式称重传感器的电路为惠斯通电桥电路，如图1所示。
它可以简化为一个电势和一个内阻组成的等效电源电路，如图2所示。
图1称重传感器电桥电路图2称重传感器电桥等效电路n只称重传感器并联的输出电路，如图3所示。
图3 n只称重传感器并联输出电路n只称重传感器并联输出电路的等效电路，如图4所示。
图4 n只称重传感器并联输出的等效电路众所周知，多只称重传感器并联输出利用的是平均值电路原理，它要求参与并联的每一只称重传感器的灵敏度和输出阻抗尽量一致，即在等效电路中，要求相当于灵敏度的各电势和相当于输出阻抗的各内阻尽量一致，以免当几只称重传感器受载不均匀时，总的输出电压产生附加误差。
但在实际应用的称重系统中，各称重传感器的灵敏度和输出阻抗不可能做到绝对一致，总是存在一定的公差。
因此应设法求出此公差对并联输出电压的影响量，以确定灵敏度和输出阻抗公差的大小。
现以2只、3只和4只称重传感器并联的称重系统为例，研讨并联输出的有关问题。
在图4所示的并联输出等效电路中，设4个电源内阻不相等，即相当于4只称重传感器的输出阻抗不相等，分别为：R1＝R（1-a）、R2＝R（1-b）、 R3＝R（1-c）、R4＝R（1-d），其中a、b、c、d分别为输出阻抗公差的相对值。
它们的输出电压分别为e1、e2、e3、e4。
为简化计算，先按2只称重传感器并联进行理论计算。
根据全电路欧姆定律，1、2之间的电流为（1） 等效电路的开路电压，即并联输出电压为（2） 将（1）式代入（2）式中，得（3）将输出阻抗及公差值代入（3）式，得（4）在（4）式的右边分子、分母同乘以2＋a ＋b ，则整理后，略去最小项，得（5）式（5）就是2只称重传感器并联，灵敏度和输出阻抗存在公差时，总输出电压的计算公式。
同理，3只称重传感器并联输出电压为()()()[]b a e c a e c b e cb a e --+--+-----=11122231321 （6）整理并略去最小项，得（7）2121R R e e I +-=22e IR e +=211221222121R R R e R e e R R R ee e ++=++-=)]1()1([21)1()1()1()1(2121a e b e ba b R a R a R e b R e e -+---=-+--+-=)]1()1([)](2)][(2[221a e b e b a b a ba e -+-+-++++=)]221()221([21)]2()2([412121a b e b a e a b e b a e e -++-+=-++-+=)]33321()33321()33321([31321b a c e a c b e c b a e e --++--++--+=4只称重传感器并联输出电压为()()()()[]c b a e d b a e d c a e d c b e d c b a e ---+---+---+-------=11113333414321（）（8） 整理并略去最小项，得（9）从2只、3只、4只称重传感器并联输出电压e 的（5）、（7）、（9）式中不难看出，当各只称重传感器输出阻抗的公差都为零或相等时，即a=b=c=d=0时，或a=b=c=d 时，则2只称重传感器并联输出电压为（10）3只称重传感器并联输出电压为（11）4只称重传感器并联输出电压为（12）n 只称重传感器北京输出电压为（13）在此基础上，再使每只称重传感器的灵敏度公差为零或相等时，则总输出电)]444431()444431()444431()444431([414321c b a d e d b a c e dc a b ed c b ae e ---++---++---++---+=)(2121e e e +=)(31321e e e e ++=)(414321e e e e e +++=)(121n e e e ne +++=压与参与并联的每一个称重传感器的单独输出电压的关系为2只并联时21e e e ==3只并联时 321e e e e ===4只并联时 4321e e e e ====n 只并联时 n e e e e e===== 321 （14）式（14）给出的结果说明，当负载端开路时，由于n 个电源的电动势相等，即n 个称重传感器的灵敏度相等；n 个电源的内阻相等，即n 个称重传感器的输出阻抗相等，所以电路中没有电流。
因此，并联输出电压等于每一个称重传感器的输出电压，其等效内阻为每一个内阻的1／n 。
也就是说n 只称重传感器并联时，由于灵敏度和输出阻抗的公差为零或相等，所以并联输出电压没有附加误差。
当灵敏度和输出阻抗的公差较大时，并联输出电压将产生较大的附加误差。
称重传感器并联“电模拟”试验证明：在各称重传感器灵敏度一致的条件下，输出阻抗为350±1Ω即电阻的分散度为0.29%，使偏载比例达到1.5:1时，输出电压的附加误差≤0.011%。
对一般电子衡器而言，只要称重传感器灵敏度公差在±1%以内，输出阻抗的分散度≤0.29%，并联输出电压的附加误差不会超出规定的准确度等级。
3．称重传感器误差的合成称重传感器除固有的非线性等系统误差外，所有别的误差均为随机误差。
根据误差理论随机误差有正有负，通常按高斯定律分布，其误差分布的锺形曲线如图5所示。
图5 随机误差分布曲线随机误差概率密度为()22221σπσρx x e -=（15）()dx ex x x x x x 222121221σπσρ-⎰=＜＜ （16）式中：ρ（x ）——概率密度；X ——误差值； ρ（X1＜X ＜X2）——出现在X 1、X 2间的概率。
此误差曲线及其表达式（15）代表随机误差概率密度的分布。
因为在－∞～＋∞的范围内，误差必定会出现，故此曲线下面的面积在数值上为1，即代表概率为1。
在X 1和X 2间误差值的概率ρ（X1＜X ＜X2）是两点间曲线下的面积，其方程为（16）式。
误差值X 1和X 2之间的面积代表两值间所有误差的百分比。
系统误差必定会出现，因此无需在统计上处理。
如果系统误差在随机误差系统中出现，只能将其直接加到用统计方法组合的随机误差上。
随机误差分布的基本度量是方差σ2，方差代表分布函数的散布或公差。
在数学上定义为-===∑21221x x n n i i σ （17）式中：X i ——随机误差值，即均方误差值。
若方差大，则误差分布曲线就十分平坦（图5曲线b ）；如果方差小，误差分布曲线就十分尖锐（图5曲线c ）。
方差的平方根，即均方根误差，也称标准偏差σ，它在高斯误差分布的统计分析中十分有用。
高斯误差分布函数的数学性质是：68%的误差位于±1σ间，94%的误差位于±2σ间，99.7%的误差位于±3σ间。
研究称重传感器误差应以±3σ误差限为依据。
在统计学上，互相独立的称重传感器各种误差对合成误差都有影响，合成误差分布的方差可用下式表达（18）该称重传感器合成误差的标准偏差为 （19）以n σ误差限为依据的称重传感器的各误差也可用同样的方程式组合起来，即（20）因此，用统计方法综合的误差e T 也在n σ误差限内。
所以对于任何数量标准偏差来说，只要每个误差与标准偏差数量相同，均可用（19）式把单个称重传感器的各种误差综合起来。
有了这些基础，就可以讨论n 个称重传感器误差的合成问题。
