从传感器的灵敏度去选择

传感器的灵敏度是作为力一电转换装置的核 心参数，灵敏度是惠更斯电桥中输出与输入的内在 转换系数。就某一传感器来说，电桥的输出与输入 传输比在一指定载荷下具有固定不变的数值。而电 桥传输比又正比于弹性体应变的大小，在仪表检测 技术比较落后时，常常追求高灵敏度传感器而弥补 仪表的分辨力不足，因此这也就成了动态地磅之大 忌。众所周知，高灵敏度传感器具有较低的过载能 力和较短的寿命，人们作了大量试验证明了灵敏度 与传感器疲劳寿命的关系，一般灵敏度在3mv/v时

 疲劳寿命在105~106左右，灵敏度在2mv/v时疲劳寿 命在106~107左右，而灵敏度在lmv/v以下时则疲劳 寿命在107以上。一般传感器的弹性体在额定载荷 下，其应变计粘贴处的应变值在1500!"左右，这对 动态衡器的传感器来说，这样的应变值显然偏大 了。应该使应变计的Zui大应变值控制在500~ 1000!"，这样可使其疲劳寿命延长至107~108或更 高。然而通常称重传感器的灵敏度均为2mv/v，则可 视其标称额定载荷的一半按额定载荷去计算与设 计。如额定载荷为20吨的、灵敏度为2mv/v的传感 器，可视为额定载荷为10吨的，灵敏度为1mv/v的 传感器去参与设计选择，只不过是将原有的3000 分度值的传感器变成1500分度值。其它则无影响。 这样可大大延长使用寿命和动载破坏几率。近些年 来高分辨力、高位数仪表已履见不鲜，其核心技术巳经突破的情况下，采用低灵敏度传感器巳成为可 能，同时也是动态衡器所必需。高灵敏度的传感器 在不能保证动载疲劳寿命、冲击载荷的使用状况 下，则并不为优势，而低灵敏度、高线性、高分度值 才显传感器技术水平的高超。

3.传感器的动态响应作为动态地磅，对传感器的动态响应速度有较 高的要求。动态响应快的传感器，可以使动态车辆 在高速下计量，并可以提高其动态计量精度，而电阻 应变式传感器正好具备了这种动态响应快的特点， 电阻应变式传感器的核心是弹性体上的电阻应变 计。它的转换过程是重力使弹性体产生应变，而弹性 体又使粘贴在弹性体上的应变计产生应变，而电阻

 应变计的应变则使其电阻发生改变，则由此前组好 的惠更斯电桥输出相对应的电压。在此过程中，重力 作用于弹性体时的重力波首先传至弹性体上部，之 后进入应变计粘贴区域，重力波通过弹性体传至涂 层、应变计基底至应变栅，而由应变栅转换成电量传 至仪表。其中重力的应力波在金属弹性体的传播速 度为5000mm/ms，弹性体通过涂层、基底传至应变 栅的时间为0.2!s，应变栅一般为10mm左右，传播 时间约为2@，而且这种传递是弹性体通过应变胶 强迫应变栅跟随弹性体应变的。即使为10mm长的 应变计的承受的应力波也是从两侧向中间传递的, 这也就是说传感器的核心转换区域（弹性体贴应变 计区域）的应力波传递时间为1!S左右。那么应力 波在弹性体其它部位的传递时间为未直接力电转变 的无效时间，大约在10!s左右，它的作用和车轮作 用于秤台，重力波通过秤台传至传感器一样均为无 效时间，就是说从车轮（力源）至秤台全部途径和传 感器除应变计粘贴处所经途径是一样的。相对来说 秤台的尺寸和重力波传递距离则会远远大于传感器 的距离，而秤台设计又因车辆称重的动态称重的技 术要求而定，并不易缩短。从车辆的车轮到传感器的 传递距离一般在几百毫米至几米左右，这个距离正 是为了力的传递和分割应称车辆和不应称车辆的重 要尺寸。 因此从车辆作用于秤体到传感器弹性体的 应变计粘贴区外，并非真正的动态应变的响应时间, 只有在应变计处完成力与电的转换，动态应变才能 得到“响应”。而在应变计处的应力波传递时间只有 1!s左右，则电阻应变式传感器的动态响应时间完 全可以满足动态衡器的要求，相比之下在动态衡器 的各个组成部分，传感器的动态响应速度不是薄弱 环节，瓶颈却是称重仪表，称重仪表的核心为A/D 转换器，其在高速转换时，常常发生位数减少、分辨 力降低的现象。而称重仪表的分辨力尚落后于传感 器的感量，就是说再微小的重力作用于传感器都会 有相应的感量，都会有相应的阻值变化，然而这些微 小变化常常制约于数字称重仪表的分辨力。