称重传感器作为地磅的心脏部件，对地磅的性能和稳定性起着举足轻重的作用。本文就如何科 学、实际地选用传感器，提出了几点建议。

一、前言

称重传感器被喻为地磅中的心脏部件，它的 性能在很大程度上决定了电子衡器的精确度和稳定 性。在人们设计地磅的时候，经常遇到这样一个 问题:如何选用传感器呢？在这里，一起去探讨一下这 个问题，找出选择传感器的依据和步骤。

二、传感器的分类

称重传感器实际上是一种将非电量的质量信号转 变为可测量的电信号输出的装置。目前主要有以下几 种分类方式：

根据传感器的工作原理分类有：电阻应变式、 差动变压式、电容式、压磁式、压电式、振弦式等；

根据其受力的情况分类有:正应力式、剪应力式;

根据其结构形式分类有:悬臂梁式、桥式、S形 式、箱式、柱式等；

根据传感器弹性体的材料不同有:合金钢式、 铝合金式等。

传感器的种类繁多，分类方式也千差万别，它们都 有各自的特点，但如何为衡器选一种合适的传感器，确 实是一个难题。

三、如何选用传感器

1.要考虑传感器所处的实际工作环境情况

传感器处的工作环境情况对如何选用传感器是至 关重要的，它关系到传感器能否正常的工作，关系到传 感器的安全和使用寿命，乃至关系到整个衡器的可靠 性和安全性。

环境给传感器造成的影响主要有以下几个方面：

(1)高温环境对传感器造成涂覆材料熔化、焊点开 化、弹性体内应力发生结构变化等问题。对于高温环 境下工作的传感器常采用耐高温传感器;另外，必须加 有隔热、水冷或汽冷等装置及温度补偿措施。

（2）粉尘、潮湿对传感器造成短路的影响。在此环 境条件下应选用密闭性很高的传感器。不同的传感器 其密封的方式是不同的，且存在着很大差异。

常见的密封有以下几种：

1）密封胶充填或涂覆；

2）橡胶垫机械紧固密封；

3）焊接(氩弧焊、等离子束焊)和抽真空充氮密封。

从密封效果来看，焊接密封为最佳，充填涂覆密封

胶为最差。对于室内干净、干燥环境下工作的传感器， 可选择涂胶密封的传感器，而对于一些在潮湿、粉尘性 较高的环境下工作的传感器，应选择膜片热套密封或 膜片焊接密封、抽真空充氮的传感器。

（3）在腐蚀性较高的环境下，如潮湿、酸性对传感 器造成弹性体受损或产生短路等影响。对于在严重腐 蚀性环境下工作的传感器，应选择外表面进行过喷塑 或有不锈钢外罩抗腐蚀性能好且密闭性好的传感器。

（4）电磁场对传感器输出信号干扰的影响。在此 情况下，应对传感器的屏蔽性能进行严格的检查，看其 是否具有良好的抗电磁辐射能力。

（5）易燃、易爆不仅对传感器造成彻底性的损害， 而且还给其他设备和人的生命安全造成很大的威胁。 因此，在易燃、易爆环境下工作的传感器对防爆性能提 出了更高的要求:在易燃、易爆环境下必须选用防爆传 感器，这种传感器的密封外罩不仅要考虑其密闭性，还 要考虑到防爆强度，以及电缆线引出头的防水、防潮、 防爆性等。

2.对传感器数量和量程的选择

（1）传感器数量的选择是根据地磅的用途、秤体 需要支撑的点数(支撑点数应根据使秤体几何重心和实 际重心重合的原则而确定)而定。一般来说，秤体有几个 支撑点就选用几只传感器，但是对于一些特殊的秤体如 电子吊钩秤，就只能采用一个传感器，一些机电结合秤就 应根据实际情况来确定选用传感器的个数。

（2）传感器量程的选择是依据秤的最大称量值、选用传感器的个数、秤体的自重、可能产生的最大偏载及动载 等因素综合评价来确定传感器的量程。一般来说，传感 器的量程越接近分配到每个传感器的载荷，其称量的准 确度就越高，但在实际使用时，由于加在传感器上的载荷 除被称物体外，还存在秤体自重、皮重、偏载及振动冲击 等载荷的存在，因此在选用传感器量程的时候，要考虑诸 多方面的因素，保证传感器的安全和寿命。

传感器量程的计算公式是在充分考虑到影响秤体 的各个因素后，经过大量的实验确定的。

公式如下：

C =K0K1K2K3 (Wmax + W)/ N

式中：c为单个传感器的额定量程；W为秤体自 重；Wmax为被称物体净重的最大值；N为秤体所采用 支撑点的数量;K0为保险系数，一般取值在1. 2~ 1. 3 之间:：1为冲击系数;K2为秤体的重心偏移系数;K3 为风压系数。

例如:一台30t地磅，最大称量是30t,秤体 自重为1. 9t,采用四只传感器，根据当时的实际情况， 选取保险系数K0 = 1. 25冲击系数Ki = 1. 18，重心偏 移系数K2 =1. 03，风压系数K3 = 1. 02试确定传感器 的吨位。

解:根据传感器量程计算公式：

C =K0K1K2K3 (Wmax + W)/ N

可知：

C =1. 25X 1. 18X 1.03X1. 02X (30+1. 9)4 =12. 36t

因此，可选用量程为15t的传感器(传感器的吨位 一般只有 10t、15t、20t、25t、30t、40t、50t 等，除非特殊定做)。

根据经验,一般应使传感器工作在其30% ~ 70% 量程内，但对于一些在使用过程中存在较大冲击力的 衡器，如动态轨道衡、动态地磅、钢材秤等，在选用传 感器的时候，一般要扩大其量程，使传感器工作在其量 程的20% ~ 30%之内，使传感器的称量储备量很大，以 保证传感器的使用安全和寿命。

3.要考虑各种类型传感器的适用范围

传感器形式的选择主要取决于称量的类型和安装 空间，保证安装合适，称量安全可靠;另一方面，要考虑 厂家的建议。厂家一般会根据传感器的受力情况、性 能指标、安装形式、结构形式、弹性体的材质等特点规 定传感器的适用范围，譬如铝合金式悬臂梁传感器适 用于计价秤、平台秤、案秤等;合金钢式悬臂梁传感器 适用于料斗秤、电子皮带秤、分选秤等;合金钢质桥式 传感器适用于轨道衡、汽车衡、天车秤等；柱式传感器 适用于汽车衡、动态轨道衡、大吨位料斗秤等。

4.对传感器准确度等级的选择

传感器的准确度等级概括了传感器的非线性、蠕 变、蠕变恢复、滞后、重复性、灵敏度等技术指标。在人 们选用传感器的时候，不要单纯追求高等级的传感器， 而应考虑既要满足电子秤的准确度要求，又要考虑到 其成本。

对传感器等级的选择必须满足下列两个条件：

（1）满足仪表输入的要求

称重显示仪表是对传感器的输出信号经过放大、 A/D转换等处理之后显示称量结果的。因此，传感器 的输出信号必须大于或等于仪表要求的输入信号大 小，即将传感器的输出灵敏度代入传感器和仪表的匹 配公式，计算结果必须大于或等于仪表要求的输入灵 敏度。

传感器和仪表的匹配公式：

传感器输出灵敏度X激励电源电压X秤的最大称量 秤的分度数X传感器的个数X传感器量程

例如：一台称量为25kg的定量包装秤，最大分度 数为1000个分度;秤体采用3只L-BE一25型传感 器，量程为25kg,灵敏度为2. 0 ±0. 008mV/ V拱桥电 压为12V;秤采用AD4325仪表；问采用的传感器能否 与仪表匹配。

解:经查阅，AD4325仪表的输入灵敏度为0. W-N/ d

因此，根据传感器和仪表的匹配公式可得仪表的 实际输入信号为：

2X 12X 25/(1000 X3X 25) = 8W/ d> 0. 6UV/ d

所以，采用的传感器满足仪表输入灵敏度的要求， 能够与所选仪表匹配。

（2）满足整台电子秤准确度的要求

一台电子秤主要是由秤体、传感器、仪表三部分组 成的 ,在对传感器准确度选择的时候 ,应使传感器的准 确度略高于理论计算值，因为理论往往受到客观条件 的限制，如秤体的强度差一点，仪表的性能不是很好、 秤的工作环境比较恶劣等因素都直接影响到秤的准确 度要求，因此要从各方面提高要求，又要考虑经济效 益，确保达到目的。

四、结语

在衡器设计过程中，称重传感器的选择是一件很 重要的工作，如果选得不好，不能满足设计要求，造成 经济上的巨大浪费，因此在产品设计时，要注意理论和 实践的结合，不可拘泥于一个方面。