称重传感器的基本原理是利用弹性体(包括弹性元件和敏感梁)在外力作用下发生弹性变形,进而导致与其紧密贴合的电阻应变片(作为转换元件)随之变形。这一变形引起电阻应变片的阻值发生变化(增大或减小),通过精确的测量电路,将这一电阻变化转换为电信号,实现外力到电信号的有效转换。电阻应变片、弹性体和检测电路共同构成电阻应变式称重传感器的核心,缺一不可。
具体来说,当被测物体放置在称重传感器上时,其重力导致弹性体产生形变,进而使应变片也发生形变。这种形变会导致应变片的电阻值发生变化,从而实现了将重力信号转换为电信号的第一步。应变片通常由金属电阻丝或薄膜制成,具有阻碍电流流动的性质。当应变片受到外力作用时,其电阻值会随形变量的增加而增大,或随形变量的减少而减小。这种电阻值的变化可以通过惠斯通电桥电路进行放大和测量。
惠斯通电桥是一种用于测量电阻变化的电路,由四个电阻(包括两个应变片和两个固定电阻)组成。当传感器受力导致应变片电阻发生变化时,电桥会失去平衡,从而在输出端产生电信号。这个电信号的大小与传感器受力成正比,且可以通过调整电桥的激励电压和电阻值来进行优化。
称重传感器的输出信号通常是毫伏级的电压信号,需要经过放大和滤波等处理才能被后续电路或系统识别和处理。放大电路可以将微弱的电压信号放大到适合后续电路处理的范围,而滤波电路则可以去除信号中的噪声和干扰,提高信号的稳定性和准确性。最终,经过处理后的电信号可以被送入A/D转换器进行数字化处理,或者直接输入到PLC(可编程逻辑控制器)或二次表等显示设备进行示数。
综上所述,称重传感器通过弹性体和应变片的协同作用,将外力信号转换为电信号,并通过测量电路和信号处理,最终输出与物体重量成正比的电信号。