称重传感器，英文名称为The weighing sensor，是一种将所测物体的重量转换为电信号用以输出的装置。最为简单且贴近于生活的应用就是电子秤了，我们踩上去后，给秤一个外力，其称重传感器感应到该外力并将其转换为电信号并显示于屏幕上，我们便得知了自己的重量。接下来我们就对其称重传感器的结构及其原理做以详细介绍，快来涨姿势喽～

　　二、称重传感器原理- -结构

　　称重传感器主要由敏感元件、变换元件、测量元件和辅助电源四大部分构成，其中，敏感元件用于直接对被测物体的重量进行感受并输出与其质量相关的其他量(如电阻应变式称重传感器中的弹性体，将其质量通过形变表示出来);变换元件用于将敏感元件的输出量变换为某种易测信号(如电阻应变式称重传感器中的电阻应变片，将形变转变为电阻量);测量元件用于将变换元件输出的易测信号转换为电信号(如电阻应变式称重传感器中的电桥电路，将电阻量转变为电信号);辅助电源用于为测量元件输出电信号提供能量来源。

　　三、称重传感器原理

　　接下来我们以电阻应变式称重传感器为例来讲述称重传感器原理。在电阻应变式称重传感器中，敏感元件为弹性体，变换元件为电容器，测量元件为电桥电路，其工作原理是这样子的：首先，受被测物体重力影响弹性体产生形变;其次，弹性体形变使得电阻应变片发生形变进而将其转换为电阻量的变化;最后，经电桥电路将电阻的变化转换为电信号，至此，便完成了将物体的重量转变为电信号的过程。

　　四、称重传感器原理- -应用

　　在我们的现实生活中，就有这种将重力转换为电信号从而可以对某情况实施自动化控制的例子。例如高速入口处的动态称重桥，该桥将驶过其的车子重量转换为电信号，若电信号显示其过载则可以控制交通信号灯为红灯，表明其不被允许进入高速公路，若信号显示其未过载，则可以控制交通信号灯为绿灯，表明其被允许进入高速公路。这种动态称重桥还常位于收费站车道上，可将其重量转换为电信号进而自动计算出其所需缴费量。

　　称重传感器按转换方法分为电阻应变式、光电式、压磁式、压电式、液压式、电容式、振动式、陀螺仪式等等，其中以电阻应变式传感器使用最广。

　　电阻应变式称重传感器

　　是将电阻应变计粘贴在弹性体上，单弹性体受外力作用产生形变时，电阻应变计将该形变转换成电量输出，通过相应的测量仪表检测出这个与外加重量成一定比例关系的电量，从而测出质量。

　　电阻应变式称重传感器的称量范围为300g至数千kg，计量准确度达1/1000～1/10000，结构较简单，可靠性较好。大部分电子衡器均使用此称重传感器。

　　光电式称重传感器

　　包括光栅式和码盘式两种。

　　光栅式传感器利用光栅形成的莫尔条纹把角位移转换成光电信号。光栅有两块，一为固定光栅，另一为装在表盘轴上的移动光栅。加在承重台上的被测物通过传力杠杆系统使表盘轴旋转，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，即可计算出移过的莫尔条纹数量，测出光栅转动角的大小，从而确定和读出被测物质量。

　　码盘式传感器的码盘是一块装在表盘轴上的透明玻璃，上面带有按一定编码方法编定的黑白相间的代码。加在承重台上的被测物通过传力杠杆使表盘轴旋转时，码盘也随之转过一定角度。光电池将透过码盘接受光信号并转换成电信号，然后由电路进行数字处理，最后在显示器上显示出代表被测质量的数字。光电式传感器曾主要用在机电结合秤上。

　　压磁式称重传感器

　　是利用铁磁物质在外加质量的作用下，铁磁材料的磁导系数和磁阻的改变，从而使绕在铁芯上的线圈阻抗变化，线圈阻抗的变化与质量成一定比例关系，因此检出线圈阻抗的变化，便可求的质量。

　　压电式称重传感器

　　是利用某些晶体介质在受一定方向外加质量作用时，引起内部正负电荷的相对转移，从而使晶体两端表面上出现符合相反的束缚电荷，其电荷密度与质量成正比关系。

　　液压式称重传感器

　　在受被测物重力P作用时，液压油的压力增大，增大的程度和P成正比。测出压力的增大值，即可确定被测物的质量。液压式称重传感器结构简单而牢固，测量范围大，但准确度一般不超过1/100。

　　电容式称重传感器

　　它是通过弹性体将物体质量转换成位移，从而引起电容和电感的改变，利用电容器振荡电路的振荡频率f和极板间距d 的正比例关系工作。极板有两块，一块固定不动，另一块可移动。在承重台加载被测物时，板簧挠曲，两极板之间的距离发生变化，电路的振荡频率也随之变化。测出频率的变化即可求出承重台上被测物的质量。电容式称重传感器耗电量少，造价低，准确度为1/200～1/500。

　　振动式称重传感器

　　金属丝或金属膜片的固有振动频率不仅与其几何尺寸、材料、密度有关，而且还与内部应力状态有关。当它们的几何尺寸、材料、密度一定时，外加的质量可以改变它们的内部应力，因而其振动频率也就相应改变，利用振频测量仪器测出频率的变化量，即可求得质量。振动式称重传感器有振弦式和音叉式两种。

　　振弦式称重传感器的弹性元件是弦丝。当承重台上加有被测物时，V形弦丝的交点被拉向下，且左弦的拉力增大，右弦的拉力减小。两根弦的固有频率发生不同的变化。求出两根弦的频率之差，即可求出被测物的质量。振弦式传感器的准确度较高，可达 1/1000～1/10000，称量范围为100克至几百千克，但结构复杂，加工难度大，造价高。

　　音叉式称重传感器的弹性元件是音叉。音叉端部固定有压电元件，它以音叉的固有频率振荡，并可测出振荡频率。当承重台上加有被测物时，音叉拉伸方向受力而固有频率增加，增加的程度和施加力的平方根成正比。测出固有频率的变化，即可求出重物施加于音叉上的力，进而求出重物质量。音叉式称重传感器耗电量小，计量准确度高达1/10000～1/200000，称量范围为500g～10kg。

　　陀螺仪式称重传感器

　　是利用陀螺进动特性和力矩效应工作的，是近几年来发展起来的一种新型的称重传感器，其特点是作用力方向上无位移，不存在静平衡问题以及弹性应变中的贮能和恢复问题。因而无滞后，刚性大，线性好，响应快，分辨率高，稳定性好，抗干扰能力强。由于是直接数字输出，没有模数转换问题，因而陀螺式称重传感器引人注目。

　　转子装在内框架中，以角速度ω绕X轴稳定旋转。内框架经轴承和外框架联接，并可绕水平轴 Y 倾斜转动。外框架经万向联轴节和机座联接，并可绕垂直轴Z 旋转。转子轴 (X轴)在未受外力作用时保持水平状态。转子轴的一端在受到外力(P/2)作用时，产生倾斜而绕垂直轴Z 转动(进动)。进动角速度ω和外力P/2成正比，通过检测频率的方法测出ω，即可求出外力大小，进而求出产生此外力的被测物的质量。