稱重傳感器是電子秤的核心和最重要的檢測元件，它的性能和工作狀態 決定了電子秤的準確度和穩定性。在設計、安裝和改造電子秤時，如果稱重傳感器選擇 和載荷分配調整不當，將直接造成電子秤稱量超差，重復性差等一系列故障，使企業物資 計量數據的準確性無法保證，嚴重的甚至使電子秤不能工作。本文結合筆者多年從事電子秤技術工作的經驗和實踐，從工作環境、適用范圍、傳感器數量和量程選擇、準確度等級 的選擇等幾個方面介紹了在設計、安裝和改造電子秤時選擇稱重傳感器的一般方法，并以 支承安裝、并聯使用的多個電阻應變稱重傳感器為例，詳細闡述了稱重傳感器載荷分配的調 整方法。希望通過本文能為從事電子秤技術工作的同行提供一些幫助和參考。

稱重傳感器是電子秤的核心部件，它的性 能和工作狀態決定了電子秤的準確度和穩定性。 在設計、安裝和改造電子秤時，如果稱重傳感 器選擇和載荷分配調整不當，將直接造成電子秤稱量超差，重復性差等一系列故障，使企業物 資計量數據的準確性無法保證，嚴重的甚至使電 子衡器不能工作。本文結合筆者多年從事電子秤技術工作的經驗和實踐，探討電子衡器稱重傳 感器選擇和載荷分配調整的方法，供同行參考。

1.稱重傳感器的選擇

稱重傳感器是一種將非電量的重力轉換為可 測量電信號的轉換裝置，是電子衡器中最重要的 檢測元件，只有稱重傳感器將秤體承受的重力準 確地轉換成電信號，后面的稱重顯示儀表才能正 確的計算和顯示重量值。如何選擇稱重傳感器是 設計、安裝和改造電子秤時面臨的首要問題。

1.1要考慮稱重傳感器的實際工作環境

稱重傳感器所處的工作環境情況對如何選用傳感器是至關重要的，直接關系到傳感器能否正 常工作，關系到傳感器的安全和使用壽命，甚至 關系到整個電子衡器的可靠性和安全性。

工作環境對稱重傳感器造成的影響主要有以 下幾個方面：

1.1.1稱重傳感器是一種電子器件，在易燃、 易爆環境下工作，一旦發生問題不僅會造成人身、 設備傷害，也會對電子秤造成徹底的破壞。因 此，在易燃、易爆環境下工作的稱重傳感器必須 有很好的防爆性能。必須選用專用的防爆傳感器， 其密封外罩不僅要考慮密閉性，還要考慮到防爆 強度。

1.1.2高溫會造成傳感器外層防護材料熔化、 內部焊點開焊、彈性體變形產生附加應力等問題。 同時高溫還會使傳感器的輸出信號產生溫漂，造 成稱重信號的錯誤和不穩定。因此，在熔煉、鑄造設備附近等高溫環境下，必須選用耐高溫傳感 器，并同時采用隔熱、降溫和溫度補償措施。

1.1.3粉塵、潮濕及腐蝕性環境下，易造成傳 感器彈性體受損和內部短路，應選用密閉性、抗 腐蝕性能高的稱重傳感器，防護等級應至少達到 IP67 級。

1.2要考慮稱重傳感器的適用范圍，正確選 擇傳感器形式

稱重傳感器有多種分類形式：

1.2.1按工作原理分類：電阻應變式、電容式、 壓磁式、壓電式等等；

1.2.2按物理機構分類：懸臂梁式、橋式、柱 式、板式、S型式等等；

1.2.3按彈性體材質分類：合金鋼式、鋁合金 式等等。

各種形式的稱重傳感器都有各自的特點，如 電阻應變式具有穩定性、線性度好的特點；壓磁 式具有靈敏度高的特點；懸臂梁式的高度較低, 便于制造外形較低的地上衡、平臺秤；橋式承載 能力強、便于安裝，多用在大噸位的汽車衡上。

在選擇時，要綜合考慮稱量的類型和安裝空 間、安裝位置，保證安裝合適，稱量安全可靠。

1.3 稱重傳感器數量和量程的選擇

1.3.1傳感器數量的選擇需要根據電子秤的用途、秤體結構、支撐點數支撐點數應根據 秤體的物理結構、重心確定來決定。一般來說, 秤體有幾個支撐點就應選用幾個傳感器。但有些 特殊的電子秤，如電子吊秤、機電結合電子秤 應根據秤體特殊結構確定使用傳感器的數量。

傳感器的量程選擇 傳感器量程的選擇是依據電子秤的最大秤 量、選用傳感器的個數、秤體自重、可能產生的 最大偏載及動載等因素綜合評價來確定的。

—般情況下，傳感器的量程越接近分配到每 個傳感器的載荷，其稱量準確度越高。但在實際 使用時，由于加在傳感器上的載荷除被稱物體外, 還存在秤體自重、皮重及偏載和振動沖擊等載荷。 因此，在選擇傳感器量程時，要綜合考慮各方面 的因素。

傳感器量程的選擇一般可以用以下公式進行 計算，該公式是在充分考慮到各影響因素后，經 過大量的實驗確定的。

公式如下：

C=K0K1K2K3(Wnra+W)/N 式中：C單個傳感器的額定量程；

W秤體自重；

Wmax被稱物的最大重量；

N秤體選用的傳感器的數量；

K。保險系數：一般取1.2?1.3 ；

K,沖擊系數：根據實際情況，一般在1 無沖擊?1.5祌擊較大之間；

K2秤體的重心偏移系數，秤體制造中或多或 少會有一些重心偏移，一般不超過1.05 ；

K3風壓系數，一般風力不大的場合取1?

1.05。

下面舉一個具體的例子，說明如何選擇傳感器：

例：一臺lot電子地上衡，最大秤量10t,秤 體自重2.6t,采用四個稱重傳感器，選取保險系數 K1=1.25,根據該電子地上衡工作情況：沖擊力較 小、秤體制造較嚴謹重心偏移很小、在車間內使 用基本無風，可選沖擊系數K1=1.2、重心偏移系 數K2=1.01、風壓系數&=1。我們來計算一下傳感器量程C=KoKiK2K3(Wm,x+WyN=1.25^ 1.2x 1.01x lx (10+2.6)/4=4.77225t

結合國內稱重傳感器產品系列的噸位（一般 為 lt、2t、3t、5t、10t、15t、20t 等,在這里，可 選用量程為5t的稱重傳感器。

對于—些使用中需承受較大沖擊力的電子衡 器,如料斗秤、動態汽車衡等，在選擇傳感器時，為了保證傳感器的安全和壽命，保險系數和沖擊 系數應選擇的大一些。

1.4稱重傳感器準確度等級的選擇 稱重傳感器的準確度等級涵蓋了傳感器的靈 敏度、非線性、蠕變恢復、滯后、重復性、零點 輸出等各項技術指標。在選用傳感器時，人們往 往偏向于選擇高等級的稱重傳感器，但準確度等 級越高的傳感器其價格也越高。因此，不應單純 追求高等級，而應綜合考慮，既要滿足電子秤的 準確度要求，又要考慮到經濟性，在滿足要求的 前提下，盡量降低成本。

對稱重傳感器準確度等級的選擇必須滿足下 面兩個條件：

1.4.1滿足電子秤準確度的要求

—臺電子秤主要是由秤體、稱重傳感器、 稱重顯示儀表三部分組成。在實際使用中，各組 成部分的性能和工作狀態都會影響到整個電子秤的準確度。因此，為保證整個電子秤的使用 準確度，必須選擇準確度等級高于電子秤準確 度要求的傳感器。

目前國內平臺秤或汽車衡所使用的傳感器一 般都是C3級的傳感器，按照OIML R60國際建議 的要求，C3級傳感器的最大檢定分度數nmx為 3000,按照OIML R76國際建議4.4.4誤差分配原 則，C3級傳感器用于制造檢定分度數不大于3000 分度的中準確度級秤。我國JJG555- 1996《非自動 秤通用檢定規程》等效采用了 OIMLR76國際建 議，其中對傳感器的規定中，也有如下的條款： “稱重傳感器的最大分度數他應不小于秤的 檢定分度數n”即nA n。

因此，在選擇稱重傳感器時，如果用于普通 的中準確度級電子衡器，分度數不大于3000的， 可以選用C3級傳感器。對于一些對準確度要求較 高的稱重場合，有時要求分度數要達到4000或 5000,此時采用C3級傳感器就不能滿足要求，必 須使用高等級的稱重傳感器，如C6級。

1.4.2滿足稱重顯示儀表信號輸入的要求

稱重顯示儀表是對傳感器的輸出信號經過濾 波、放大、A/D轉換等處理后顯示稱重結果的。如 果稱重傳感器輸出靈敏度與儀表不匹配，輸出信 號不能滿足儀表的要求，儀表將不能正常采集到 傳感器輸出的信號，造成顯示重量值錯誤或不顯 示重量值。我們可將傳感器的輸出靈敏度代入下 面的傳感器和儀表的匹配公式，計算結果必須符 合儀表要求的輸入靈敏度。

公式如下：

其中：分度值=電子衡分最大秤量值

舉例說明：一臺最大秤量為2t的電子平臺秤， 需要分度值為1kg,分度數為2000,現選用4只 SB-1C3級稱重傳感器，傳感器的量程為1t,輸出 靈敏度為2mV/V,使用8142-07儀表，供橋電壓 為15V。計算傳感器是否能滿足儀表信號輸入的要求。

經查閱8142-07儀表技術參數，該儀表在分 度數為2000時，其輸入靈敏度范圍為1.5|J V/分 度?13.0|J V/分度。

根據公式計算：

所以，選用的傳感器滿足儀表輸入靈敏度的 要求。

2.稱重傳感器載荷分配的調整

電子秤是一種復雜的機械、電子結合的計 量設備，正確選擇了稱重傳感器只是為電子秤準確可靠地工作提供了基本保障，并不是只要選 好了傳感器就一定能保證電子秤的準確度，后 續的調整也很重要。

電子秤大多數使用多個稱重傳感器并聯工 作，安裝形式有支承式壓式和吊掛式粒式 兩種，通常采用支承式安裝。在電子衡器安裝后 要進行分部調整和整機調整，其中最重要的就是 對多個稱重傳感器進行載荷分配的調整，即通常 所說進行傳感器受力一致性調整。下面就以支承 安裝、并聯使用的多個電阻應變稱重傳感器為例, 介紹載荷分配的檢查調整方法。吊掛式安裝的稱 重傳感器載荷分配的調整也可參考。

2.1稱重傳感器載荷分配調整的依據和前提條件

電子秤多個稱重傳感器載荷分配的調整, 即通過調整各傳感器受力的一致性，減小秤臺多 支點平衡“靜不定”問題的影響，保證秤臺支承 的穩定性，從而保證秤臺重心不變及承重傳力正 確，達到保證衡器的準確度和有關計量性能要求。

稱重傳感器載荷調整的前題條件，主要是對 衡器各部件的安裝質量進行檢查調整，達到技術 標準、檢定規程、施工圖等技術文件規定的技術 要求，并提出必要的部件及其特性要求。對新安 裝的衡器，各部件應進行全面檢查，維修時只檢 查可檢部位和變動部位。

2.1.1秤臺結構

秤臺除滿足計量性能和使用要求外，應具有 秤臺結構的對稱性、自重分布的均勻性。

2.1.2稱重儀表系統

稱重儀表系統按要求技術指標測試合格.

2.1.3稱重傳感器的選擇及連接 稱重傳感器的選擇除按上文所述滿足各項要 求外，應盡量選擇使用輸出靈敏度及輸入輸出阻 抗一致的傳感器，并在接線補償盒中正確連接。 接線補償盒盡可能安裝在計量室內稱重儀表附近。

2.1.4稱重傳感器輸出靈敏度再補償 稱重傳感器在制造時已進行了多種補償，其 中包括輸出靈敏度補償。但在電子秤使用的多 個傳感器中，每個傳感器的輸出靈敏度不可能完 全相等，在供橋電壓相等時，將會產生不可忽視 的稱量誤差。因此，每個傳感器的實際供橋電壓 根據其靈敏度不同而有差異，即需要在使用時進 行輸出靈敏再補償。

多個傳感器并聯輸出，通常使用一個供橋電 源。對傳感器進行靈敏度再補償時，實際供橋電 壓的選擇方法是：設多個傳感器中，第i個傳感器 的靈敏度S最小，取其供橋電壓Ui符合給定的供 橋電壓范圍，則靈敏度為Sj的第j個傳感器的實 際供橋電壓Uj由下式確定：

通常是通過調節接線補償盒中對稱串聯在傳 感器輸入回路的電位器實現。

2.1.5消除或減小傳感器輸送電纜及各種干擾因素的影響

傳感器輸送電纜及各種干擾因素產生的虛假 信號，影響載荷分配調整的正確性，必須采取措 施消除減小。為了避免輸送電纜的影響，電纜的 質量、長度及布線均有嚴格要求；電纜質量好， 線間絕緣電阻>10MQ ,傳感器有較高的對地絕緣 電阻，傳感器和供橋電源對地絕緣電阻之和 >200MD ；電纜阻值、溫度系數、分布電容等直 流、交流參數相同；標定臉定與使用電纜長 度一致，并要求所用傳感器電纜固定長度相等： 當實際使用中電纜不夠長時，續接線應采用與傳 感器一致的電纜，采取焊接，不用插頭座形式連 接,焊接處采取防護措施；布線正確，避免電磁 干擾的影響；電纜有屏蔽層并正確采用屏蔽接地 技術，達到屏蔽效果；采用比率測量長線補償技 術，尤其是電纜較長時很有必要等等。

2.1.6 傳感器支承高度調整裝置

除采用墊板有級調高裝置外，最好有雙面調整專用墊塊等無級調高裝置，或稱微調裝置。如 果沒有無級調高裝置，可備薄墊板。無級調高裝 置初始安裝時高度應放置在正負可調范圍的零位 處。

2.1.7秤臺安裝的初始水平度、標高及相關 尺寸是一個重要因素，用以判斷秤臺及傳感器的 安裝情況，不僅要達到技術文件規定的技術狀態 要求，而且直接影響載荷在傳感器上的分配。

稱重傳感器載荷分配的檢查調整 在稱重傳感器載荷分配調整的前提條件下, 進行載荷分配的檢查調整。

2.2.1傳感器空載時的輸出值零點輸出 由于傳感器標定臉定時的供橋電壓Ub可 能與使用時的供橋電壓U不一致，并且又經過輸 出靈敏度再補償，確定了實際供橋電壓Ui。因此， 可以根據傳感器標定（檢定）時的空載輸出值 Eoib計算在實際供橋電壓時的空載輸出值Eoi ：

傳感器空載時的輸出值也可進行現場實測： 用千斤頂抬起秤臺，用稱重儀表或高精度數字電 壓表在接線補償盒中測量各傳感器空載時的輸出 值Eoi。筆者認為，實測方法更準確、實用。

2.2.2傳感器在秤臺自重作用下的輸出值 檢查各傳感器在秤臺自重作用下的輸出值Ea, 并計算輸出增加值ΔE2 ：

2.2.3傳感器載荷分配的調整 我們通過實踐認為，在秤臺自重作用下，傳 感器輸出增加值與輸出平均增加值的相對誤差 在± 5%?± 10%為宜，且衡器準確度越高，調整 應更精心細致。

將各傳感器在秤臺自重作用下的輸出增加值 進行比較，如果某傳感器的輸出增加值與平均增 加值和相對誤差小于要求值，或輸出增加值遠小 于平均增加值甚至無輸出增加值時，則用該傳感 器的無級調高裝置進行調整，或用千斤頂抬起秤臺，用薄墊板進行調整，抬高傳感器支承高度； 如果某傳感器的輸出增加值與平均增加值的相對 誤差大于要求值，或輸出增加值遠大于平均增加 值時，則用該傳感器的無級調高裝置進行調整， 降低傳感器支承高度；抬高傳感器支承高度和降 低傳感器支承高度這兩種方法也可同時應用。當 秤臺自重較輕或調整要求更高時，還可進行加載 調整或校核。若使用n個傳感器，則用約等于1/n 最大秤量的標準砝碼置于秤臺中間，進行調整或 校核。加載調整或校核時，要求所加載荷在秤臺 上具有幾何位置的對稱性，以保證傳感器載荷分 配的均勻性。

以上檢查調整過程中可能需要反復進行，直到符合載荷分配一致性要求。用無級調高裝置或 薄墊板進行傳感器載荷分配的調整，一般情況下 秤臺高度變化微小，通常不超過1mm,不會使秤 臺標高超差。

3.結語

作為電子秤的核心部件，稱重傳感器的正 確選擇和載荷分配調整是保證電子秤準確、 穩 定的關鍵。文章介紹了稱重傳感器的選擇和載荷 分配調整的一些基本方法，希望能對從事電子秤技術工作的同行們有一些幫助。