称重传感器的类型

称重传感器按转换方式分为8种：光电式、液压式、电磁力式、电容式、磁极变式、振动式、陀螺仪、电阻应变式等。电阻应变式为使用最广泛的。

光电

包括光栅式和码盘式。

光栅传感器使用光栅形成的莫尔条纹将角位移转换为光电信号（图 2）。有两种光栅，一种是固定光栅，另一种是安装在转轴上的移动光栅。加在承重平台上的被测物通过传力杠杆系统带动千分表轴转动，带动移动光栅转动，使莫尔条纹也随之移动。利用光电管、转换电路和显示仪表，可以计算出移动的莫尔条纹的数量，测量光栅的旋转角度，从而判断和读取被测物体的质量。

码盘传感器（图3）的码盘（符号盘）是一块安装在表盘轴上的透明玻璃，按照一定的编码方式编程有黑白代码。当加在承重台上的被测物通过传力杆转动转盘轴时，码盘也转动一定角度。光电管通过码盘接收光信号并将其转换为电信号，再经电路进行数字化处理，最后在显示屏上显示代表被测质量的数字。光电传感器主要用于机电组合秤。

液压

如图4所示，在被测物重力P的作用下，液压油的压力增加，增加的程度与P成正比。通过测量压力的增加可以确定被测物的质量。液压传感器结构简单牢固，测量范围大，但精度一般不超过1/100。

电磁力

它的工作原理是轴承平台上的负载与电磁力平衡（图 5）。当被测物置于承重平台上时，杠杆一端向上倾斜；光电装置检测倾斜信号，放大后流入线圈，产生电磁力，使杠杆恢复到平衡状态。被测物体的质量可以通过对产生电磁平衡力的电流进行数字转换来确定。电磁力传感器精度高，可达1/2000～1/60000，但称重范围只有几十毫克到10公斤之间。

电容式

它与电容器振荡电路的振荡频率 f 与板之间的距离 d 之间的比例关系一起工作（图 6）。有两个板，一个是固定的，另一个是可移动的。当承载平台承载被测物时，板簧发生偏转，两极板之间的距离发生变化，电路的振荡频率也发生变化。通过测量频率的变化，可以得到承载平台上被测物体的质量。电容式传感器功耗更低，成本更低，精度为 1/200 到 1/500。

磁极变体

如图7所示，当铁磁元件在被测物的重力作用下发生机械变形时，会产生内应力，导磁率发生变化，使绕在铁磁元件两侧的次级线圈感应电压（磁极）也随着变化而变化。通过测量电压的变化可以得到施加在磁极上的力，进而可以确定被测物体的质量。磁极变体传感器的精度不高，一般为1/100。适用于大吨位称重工作，称重范围为几十到几万公斤。

振动的

弹性元件受力后，其固有振动频率与外加力的平方根成正比。通过测量固有频率的变化，可以得到被测物体作用在弹性元件上的力，进而得到它的质量。振动传感器有两种类型：振弦式和音叉式。

振弦式传感器的弹性元件是金属丝。当承载台上有被测物时，V型弦线的交叉点被拉下，左弦的拉力增大，右弦的拉力减小。两根弦的固有频率变化差异

热切地。求两根弦的频率之差，求出被测物体的质量。振弦式传感器精度高，可达1/1000～1/10000，称量范围为100克到几百公斤，但结构复杂，加工难度大，成本高。

音叉传感器的弹性元件是音叉。压电元件固定在音叉的末端，它以音叉的固有频率振荡，可以测量振荡频率。当将待测物体加到承重平台上时，音叉受到拉伸方向的力，固有频率增加，增加的程度与作用力的平方根成正比。通过测量固有频率的变化，可以得到重物对音叉施加的力，进而得到重物的重量。音叉传感器功耗低，测量精度高达1/10000~1/200000，称重范围500g~10kg。

陀螺仪式

如图10所示，转子容纳在内框架中，并以角速度ω绕X轴稳定旋转。内框架与外框架通过轴承连接，可绕水平轴Y倾斜旋转。外框架通过万向节与机座连接，可绕垂直轴Z旋转。转子轴（ X 轴）在没有施加外力时保持水平。当转子轴的一端受到外力（P/2）时，它围绕垂直轴Z倾斜和旋转（进动）。进动角速度ω与外力P/2成正比。通过检测频率来测量ω，可以得到外力的大小，进而得到产生外力的被测物体的质量。

陀螺传感器响应时间快（5秒）、无滞后、温度特性好（3ppm）、振动影响小、频率测量精度高，因此可以获得高分辨率（1/100000）和高测量精度。 (1/30000～1/60000)。

电阻应变型

它的工作原理是当电阻应变片变形时，其电阻也会发生变化（图 11）。它主要由弹性元件、电阻应变片、测量电路和传输电缆四部分组成。电阻应变仪附在弹性元件上。当弹性元件受力变形时，其上的应变片发生变形，阻力发生变化。测量电路测量应变片电阻的变化，并将其转换成与外力大小成正比的电信号输出。对电信号进行处理，以数字形式显示被测物体的质量。

电阻应变传感器的称重范围从几十克到几百吨，测量精度为1/1000～1/10000，结构比较简单，可靠性好。大多数电子秤都使用这种传感器。