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稱重傳感器的工作原理及在扭矩測量中的應用

（一）工作原理分類

液壓(ya)(ya)稱重傳(chuan)感器工作(zuo)原理：液壓(ya)(ya)稱重傳(chuan)感器利用液壓(ya)(ya)油或(huo)水(shui)等加(jia)(jia)壓(ya)(ya)液體(ti)來(lai)平(ping)衡(heng)施加(jia)(jia)的(de)負(fu)載。其結構包(bao)括彈性隔(ge)膜、在隔(ge)膜頂(ding)部帶有裝(zhuang)載平(ping)臺的(de)活塞、活塞內(nei)的(de)油或(huo)水(shui)以及(ji)波登(deng)管壓(ya)(ya)力(li)表(biao)。當負(fu)載放置在裝(zhuang)載平(ping)臺上時，活塞會(hui)向其中包(bao)含(han)的(de)液體(ti)施加(jia)(jia)壓(ya)(ya)力(li)，液體(ti)的(de)壓(ya)(ya)力(li)增加(jia)(jia)與(yu)施加(jia)(jia)的(de)力(li)或(huo)重量(liang)(liang)成(cheng)正比，經過(guo)校準后可(ke)準確(que)測量(liang)(liang)施加(jia)(jia)在液壓(ya)(ya)稱重傳(chuan)感器上的(de)力(li)或(huo)重量(liang)(liang)。

氣(qi)動稱(cheng)重(zhong)傳感器(qi)(qi)工作原理：氣(qi)動稱(cheng)重(zhong)傳感器(qi)(qi)由(you)一(yi)個(ge)彈性膜片組成，該膜片連(lian)接到將測量(liang)重(zhong)量(liang)的平臺表面，同時有一(yi)個(ge)空氣(qi)調(diao)節(jie)器(qi)(qi)來限制空氣(qi)壓力(li)流向系(xi)統和一(yi)個(ge)壓力(li)表。當(dang)將物體放置在氣(qi)動稱(cheng)重(zhong)傳感器(qi)(qi)上時，它會(hui)使用加壓空氣(qi)或(huo)氣(qi)體來平衡物體的重(zhong)量(liang)，平衡重(zhong)量(liang)所需的空氣(qi)將決定(ding)物體的重(zhong)量(liang)，壓力(li)表可(ke)以將氣(qi)壓讀數轉換(huan)為(wei)電信號。

應(ying)變(bian)計(ji)稱(cheng)(cheng)重傳(chuan)(chuan)感器(qi)(qi)工作(zuo)原理：應(ying)變(bian)式稱(cheng)(cheng)重傳(chuan)(chuan)感器(qi)(qi)是(shi)一種傳(chuan)(chuan)感器(qi)(qi)，在(zai)(zai)應(ying)力(li)或(huo)應(ying)變(bian)下電阻(zu)會發生(sheng)變(bian)化。電阻(zu)與施(shi)加在(zai)(zai)電池上的(de)應(ying)力(li)或(huo)應(ying)變(bian)成(cheng)正比，應(ying)變(bian)計(ji)稱(cheng)(cheng)重傳(chuan)(chuan)感器(qi)(qi)由 4 個應(ying)變(bian)計(ji)組成(cheng)，采(cai)用 “惠斯通” 電橋配(pei)置，當施(shi)加重量(liang)時(shi)，梁會變(bian)形，應(ying)變(bian)儀的(de)電阻(zu)值也會相應(ying)發生(sheng)變(bian)化，從而將(jiang)作(zuo)用于它們的(de)負載轉換(huan)為電信號。

（二）應變片稱重傳感器類型

桿(gan)(gan)式(shi)稱(cheng)重(zhong)傳(chuan)感(gan)(gan)器特(te)點(dian)及(ji)應用(yong)：桿(gan)(gan)式(shi)稱(cheng)重(zhong)傳(chuan)感(gan)(gan)器通常具有(you)結構簡單(dan)、堅固(gu)耐用(yong)的(de)(de)(de)特(te)點(dian)。它適(shi)用(yong)于一(yi)些需(xu)要(yao)承受(shou)較(jiao)大拉力或壓力的(de)(de)(de)場合(he)，例(li)如在起重(zhong)機的(de)(de)(de)吊鉤上使用(yong)桿(gan)(gan)式(shi)稱(cheng)重(zhong)傳(chuan)感(gan)(gan)器可以(yi)(yi)準確(que)測量起吊物體的(de)(de)(de)重(zhong)量。在一(yi)些大型工業設備(bei)中，桿(gan)(gan)式(shi)稱(cheng)重(zhong)傳(chuan)感(gan)(gan)器也可以(yi)(yi)用(yong)于監測設備(bei)的(de)(de)(de)負載情況，以(yi)(yi)確(que)保設備(bei)的(de)(de)(de)安全運行。

S 型稱重傳感(gan)器(qi)特點(dian)及應用(yong)(yong)：S 型稱重傳感(gan)器(qi)主要用(yong)(yong)于飼料及配料稱重，具有(you)安裝(zhuang)便(bian)捷、穩定可靠的優點(dian)。一般在(zai)攪拌站等場(chang)合使用(yong)(yong)較多。它的 S 型設計能夠有(you)效(xiao)地承受(shou)拉力和壓力，并(bing)且在(zai)測量(liang)過程中具有(you)較高的精度和穩定性。

單(dan)應(ying)變計(ji)稱(cheng)(cheng)重(zhong)(zhong)傳感(gan)器特(te)點(dian)及(ji)應(ying)用(yong)(yong)：單(dan)應(ying)變計(ji)稱(cheng)(cheng)重(zhong)(zhong)傳感(gan)器結構相(xiang)(xiang)對(dui)(dui)簡單(dan)，成本較(jiao)低(di)。它通(tong)常(chang)適(shi)用(yong)(yong)于一些(xie)對(dui)(dui)測量(liang)精(jing)度要求不(bu)高的場(chang)合，例(li)如在一些(xie)小型(xing)電子秤或簡單(dan)的稱(cheng)(cheng)重(zhong)(zhong)設備(bei)中(zhong)使(shi)用(yong)(yong)。單(dan)應(ying)變計(ji)稱(cheng)(cheng)重(zhong)(zhong)傳感(gan)器雖然精(jing)度相(xiang)(xiang)對(dui)(dui)較(jiao)低(di)，但在一些(xie)特(te)定的應(ying)用(yong)(yong)場(chang)景中(zhong)仍然能夠(gou)發揮(hui)重(zhong)(zhong)要作(zuo)用(yong)(yong)。

（三）扭矩傳感器的結構和工作原理

扭(niu)矩(ju)(ju)傳感器(qi)由(you)一個由(you)磁(ci)性(xing)材料(liao)制(zhi)成的(de)(de)(de)磁(ci)芯，一個由(you)磁(ci)性(xing)材料(liao)制(zhi)成的(de)(de)(de)轉(zhuan)子(zi)，一個由(you)電(dian)(dian)阻材料(liao)制(zhi)成的(de)(de)(de)電(dian)(dian)阻片(pian)，以(yi)及一個由(you)電(dian)(dian)線連接的(de)(de)(de)外殼(ke)組成。當磁(ci)芯的(de)(de)(de)磁(ci)場與轉(zhuan)子(zi)的(de)(de)(de)磁(ci)場發(fa)(fa)生相互作用(yong)時，會產生力(li)(li)矩(ju)(ju)，從而(er)產生相應(ying)(ying)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)流(liu)(liu)。電(dian)(dian)阻片(pian)會檢(jian)測電(dian)(dian)流(liu)(liu)的(de)(de)(de)強弱(ruo)，從而(er)反映出(chu)力(li)(li)矩(ju)(ju)的(de)(de)(de)大小。通過測量電(dian)(dian)流(liu)(liu)的(de)(de)(de)大小，就(jiu)可(ke)(ke)(ke)以(yi)計(ji)算出(chu)力(li)(li)矩(ju)(ju)的(de)(de)(de)大小，從而(er)獲得扭(niu)矩(ju)(ju)的(de)(de)(de)值。在實際應(ying)(ying)用(yong)中(zhong)，扭(niu)矩(ju)(ju)傳感器(qi)可(ke)(ke)(ke)以(yi)用(yong)于(yu)測量汽車發(fa)(fa)動(dong)機(ji)、電(dian)(dian)動(dong)機(ji)等旋(xuan)轉(zhuan)動(dong)力(li)(li)設(she)(she)備(bei)的(de)(de)(de)扭(niu)矩(ju)(ju)輸出(chu)，為設(she)(she)備(bei)的(de)(de)(de)性(xing)能評估(gu)和(he)故(gu)障診斷提(ti)供重要的(de)(de)(de)數據(ju)支持。例(li)如，在汽車制(zhi)造行(xing)業中(zhong)，扭(niu)矩(ju)(ju)傳感器(qi)可(ke)(ke)(ke)以(yi)實時監測發(fa)(fa)動(dong)機(ji)的(de)(de)(de)輸出(chu)扭(niu)矩(ju)(ju)，以(yi)確保發(fa)(fa)動(dong)機(ji)的(de)(de)(de)性(xing)能符合設(she)(she)計(ji)要求。同時，扭(niu)矩(ju)(ju)傳感器(qi)也可(ke)(ke)(ke)以(yi)用(yong)于(yu)機(ji)械加(jia)工、航(hang)空航(hang)天等領域(yu)，對旋(xuan)轉(zhuan)動(dong)力(li)(li)設(she)(she)備(bei)的(de)(de)(de)扭(niu)矩(ju)(ju)進行(xing)精確測量和(he)控制(zhi)。