称重传感器工作原理及输出选项

什么是称重传感器？

称重传感器-有时称为“力”，“称重”或“重量”单元-是一种传感器，可将作用于其上的负载转换为可测量（模拟或数字）输出。输出与施加的力或负载成比例。下面我们将介绍如何使用称重传感器和不同类型的称重传感器进行力测量。

通过应变仪的物理变形实现转换，应变仪结合到称重传感器结构上。应变仪连接到惠斯通电桥电路，带有四个应变仪（全桥），两个仪表（半桥）或一个仪表（四分之一桥）。使用半桥和四分之一桥，桥使用精密监视器完成。

在桥式电路中配置额外的可键合电阻，以补偿温度对零或空载信号的影响以及灵敏度（由于施加的负载引起的输出，再加上另一个电阻，使桥在空载时无效）。

完成的惠斯通电桥需要稳定的直流电源来激励电路。这通常是5Vdc或10Vdc，但可以是1Vdc至18Vdc的任何值。

当应力施加在粘合应变仪上时，会发生电阻变化，使惠斯通电桥不平衡。这提供了与应力值成线性比例的输出信号。该信号的值也与激励电压成比例，通常为几毫伏。

称重传感器输出选项

这些低电平毫伏信号与各种定制的应变计仪器兼容。这些仪器包括数字显示器，模拟和数字放大器。典型的模拟放大器将产生更高电平的电压（0-5Vdc，0-10Vdc）或电流（0-20mA，4-20mA），用于后续处理。

数字放大器通常使用通用ASCII协议或已开发的一系列更专业的行业特定协议（如Modbus）提供RS232，RS422或RS485输出。模拟和数字仪器的尺寸都已经缩小（小型化），足以使物品能够安装在称重传感器或力传感器的主体内。

称重传感器设计或者通过它们产生的输出信号的类型（气动，液压或电气）或通过它们检测负载或重量（弯曲，剪切，压缩，张力等）的方法来区分。

为满足研发和工业应用中的各种用途，称重传感器可采用多种形式。然而，今天的大多数设计都使用应变计作为传感元件，其中使用箔或半导体。

箔规提供最广泛的称重传感器设计选择，因此往往是最常用的。应变计图案提供拉伸，压缩和剪切力的测量。

半导体应变计具有较小的模式范围，但具有更小的优点，并提供大规格因数，从而在相同的给定应力下产生更大的输出。由于这些特性，它们倾向于用于微型称重传感器设计。证明环用于负载测量，使用校准的金属环，其运动用精密位移传感器测量。

称重传感器工作原理

应变式称重传感器将作用于它们的负载转换为电信号。测量仪本身粘合到梁上或结构构件上，当施加力时该梁或结构构件变形。在大多数情况下，使用四个应变计来获得最大灵敏度和温度补偿。两个仪表通常处于拉伸状态，两个处于压缩状态，并通过补偿调整进行接线。当施加载荷时，应变会使载荷的电阻与载荷成比例地改变。随着应变仪版本继续提高其精度，同时降低单位成本，其他称重传感器正变得越来越不受欢迎。

早期的称重传感器设计简单地使用应变仪来测量直接应力，该直接应力在受到拉伸或压缩力时被引入金属元件中。弯曲梁型设计使用应变仪来监测受到弯曲力时传感元件中的应力。最近，剪切应力的测量已被采用作为更有效的载荷确定方法，因为该方法较少依赖于力施加到载荷传感器的方向。

称重传感器是什么？PLC如何连接？怎样使用才能最精确？

原创不易，请勿抄袭！

重量是生活中一个重要的单位，那么在工业上它更是非常重要。

生产环节中加了多少公斤的原料，产生了多少公斤的废品等等等等，这些数据都是支撑着整个工厂良好运行的必要元素。

那么在工业上如何计算重量呢？

我们需要使用称重传感器

称重传感器的原理是在被测物体上的重力按一定比例转换成可计量的输出信号。

西门子称重传感器的测量采用应变式原理，应变片被固定在弹性体上。外力的作用导致弹性体产生形变，在弹性体上的应变片随之产生形变。由于应变片外部形状的变化，其电阻值也会相应发生变化。左上角和右下角应变片被压缩，电阻薄膜变短，阻值变小。右上角和左下角应变片被拉伸，电阻薄膜变长，阻值变大。对于每只称重传感器，至少4个应变片被连接在一起组成一个惠斯通电桥。当传感器受力导致应变片电阻发生变化时，电桥不平衡。 在激励电压不变的情况下，输出信号的大小与传感器受力成正比。

称重传感器一般可以连接PLC或者二次表进行示数。

常见的工业传感器分为四线制和六线制；

对于四线制传感器，只有下图黑色所示的四个电缆，其中EXC+和EXC-是称重模块给传感器的激励，SIG+和SIG-为称重传感器的输出；对于六线制传感器，会多出两根红色的线，SENSE+和SENSE-它们的作用是什么呢？这两根线是做补偿用的，当传感器和称重模块的距离较远时，这两根线会进行补偿，进而使得测量结果更精确一些。

在实际现场的使用中，因为工况比较复杂，使得称重传感器和称重模块之间的距离较远，称重模块给传感器的供电电压假设为6V，那么由于线路的损耗，该激励信号到达称重传感器时小于6V，在同样受力情况下，传感器的输出信号与供电电压成正比，所以称重模块通过一个高阻抗回路将传感器侧实际的供电电压反馈给称重模块，称重模块通过内部的比较器对输出的供电电压进行调节。 称重模块可以连接四线制和六线制传感器都可以。 如果连接四线制传感器，需要在接线盒或者称重模块侧将SENSE+与EXC+短接，SENSE-与EXC-短接。

对于工厂中使用PLC连接称重传感器，我们通常有两种方式去实现；

一 使用称重传感器加二次表加PLC的模拟量输入，为什么需要加二次表呢？因为传感器是由物体重量压弯而产生一个mv级电压信号，PLC无法直接读取，所以需要二次表进行转换，一说到转换大家都知道一定会有损耗，这个损耗其实不是很大，但是对于精确测量就会产生很大影响，我以前曾经做过10g精度的设备，这个损耗就是结果影响就很大了，所以这一方法的有点是便宜，对于PLC系统没有太大的要求，因为世面上98%的PLC都带模拟量输入功能。但缺点是无法应用在精度要求较高的情况下。

二 最精确的方法，也是最昂贵的方法，使用称重传感器加PLC称重模块进行测量

这种方式是最精确的，因为PLC连接自己的模块是没有损耗的，而且这种方式的读取速度也是非常快的，可以应用在各种复杂的场合中。

那么它的缺点是对于PLC系统有着很大要求，首先PLC需要使用带称重模块的，而一般称重模块的价格都比较高，而且使用一个新的称重系统以前需要对它进行校准，一旦称重传感器损坏了更换的话，也需要重新校准，而西门子的各个系列的称重模块的校准都不是很简单，需要一定的经验和技术，这个以后我们还会讲解的；所以这一技术不适合新手。

那么作为精确测量的单元，它的使用方法也必须注意，否则很有可能导致测量不准甚至损坏。

一 安装时需要非常注意，否则容易损坏传感器

称重传感器的弹性体的制作材料主要还是合金的铝材，所以出现任何一点震动导致的冲击或者是发生掉落的情况都会导致出现非常大的数据输出误差。比如一个量程为10kg的传感器，如果不小心给了它15kg左右的力，就有可能永久损坏它，因此，安装称重传感器一定要做到轻拿轻放。

二 安装时严格按照它的设计要求

根据设备的工艺，或者水平安装或竖直安装，但传感器的称重部分一定要与被测物体严密吻合，切称重部分和被测物体不能接触器其他着力点，否则会导致测量不准。

三 有时需要使用三个甚至多个传感器共同测量同一物体，这些传感器与称重装置的接触面必须水平，否则受力不均，影响测量结果，虽然轻微的水平面倾斜可以通过接线盒里的电阻调节，但调节能力有限，而且也不利于效称，所以安装时尽量保持水平。

其他注意事项；

一接线盒；在使用多个称重传感器时，接线盒是一个必要的工具，它可以将多组称重数据统一到一起，减少称重模块的工作量。

但是在使用过程中，它也是很容易出问题的。

首先要注意防尘放水防静电，其次在使用中要注意每一个端子的含义，切忌接错线。

二 电缆的连接和屏蔽

传感器的信号最终还是通过电缆进行传输，而且对于如此高精度的信号，有一点干扰都会导致数据的不稳定

因此连接时需要严格按照上图进行施工。

三 编程的注意事项，滤波是否可以使用？

在实际的工业现场会存在很多干扰，那么很多人都习惯使用程序手段进行滤波，但是对于称重也是可以使用的，但是需要注意的是；滤波会产生信号的滞后性，如果只是单纯的观察和测量则没有问题，但如果是计算或者是使用测量结果进行控制那么就会导致称重结果不准确，这里大家需要注意。

好吧，今天和大家讲一讲称重，以后会继续拓展讲一讲西门子不同系列的PLC连接称重传感器以及校称和编程，想学习PLC和自动化知识的朋友请不要错过了。

学习自动化我们是认真的。

相关问答

称重传感器输出的是:可测量的电信号。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。用传感器应先要考虑传感器所处的实际工作环境,这点...

称重传感器回送到显示屏的信号可以是电压信号或电流信号。这取决于传感器本身的设计和工作原理,以及显示屏的输入接口类型。一些传感器输出电压信号,需要使用...

电子秤传感器的最大输出信号电压通常不会超过10mV。这是因为电子秤传感器的量程和灵敏度通常在几千分之一到几万分之一之间,因此即使物体重量达到几百公斤,传...

[最佳回答]直接在端子与外壳(GND端或者地端)量取即可.

称重传感器的输出电压与所施加的负载重量成正比。一般来说,称重传感器的灵敏度表示为每个负载单位所对应的输出电压值。在标准的称重传感器中,通常1克的重量所...

重传感器有二种不同的安装形式。一、为固定式底座传感器的安装形式,安装时将传感器放置在三颗固定档柱内。因此要求使用在温度变化范围不大的场合,其优点...

1、称重传感器+数字称重变送器(RS232或RS485输出)PLC尺度串行通信口+接线盒接这种方法的利益是省去了PLC的模仿量输入模块,应用尺度的MODBUS协定即能够同时并...

1、shld表示上物称重。2、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。用传感器应先要考虑传感器所处的实际工作环境,这点对正确选用...

[最佳回答]大概明白你的意思了1.PLC需要有模拟量输入模块,用模拟量模块接受称重传感器的模拟量,PLC里有特殊寄存器可以直接读取到这个数值2.人机界面一般选...

称重传感器的输出信号大小取决于传感器的额定载荷、最大工作载荷、预压力、灵敏度、激励电压、数量及连接方式。先以只使用一个称重传感器的情况讨论输出信号...