logo
Дом >
Новости
> Новости о компании Внутреннее устройство и принцип работы датчика веса/натяжения

Внутреннее устройство и принцип работы датчика веса/натяжения

2025-12-23

Последние новости компании о Внутреннее устройство и принцип работы датчика веса/натяжения
Внутренняя структура и принцип работы датчика веса/натяжения
 
Датчик веса - это измерительное устройство. При воздействии внешней силы он генерирует электрический сигнал на своем выходном терминале. Тензометрические датчики веса являются одним из наиболее распространенных типов, используемых для измерения веса. В этой статье будет представлен принцип работы и характеристики датчиков веса.

Что такое датчик веса?

Датчик веса - это тип датчика силы. Датчик - это устройство, которое преобразует одну форму энергии в читаемый электрический сигнал. В частности, датчик веса преобразует силу в напряжение, которое может быть считано электронным оборудованием. Наиболее часто используемый датчик веса в повседневной жизни - это тензометрический тип — он существует почти во всех устройствах измерения веса.
последние новости компании о Внутреннее устройство и принцип работы датчика веса/натяжения  0

Как работает датчик веса?

Внутри датчика веса находится чрезвычайно тонкий резистивный материал, прикрепленный к гибкой подложке. Когда внешняя сила воздействует на корпус датчика, гибкая подложка деформируется — заставляя резистивный материал деформироваться вместе с ней. По мере изменения размеров резистивной полоски изменяется и ее значение сопротивления.
 
последние новости компании о Внутреннее устройство и принцип работы датчика веса/натяжения  1
Однако изменение сопротивления чрезвычайно мало по сравнению с исходным общим сопротивлением материала — обычно порядка 1:100. Это делает прямое измерение абсолютного значения сопротивления очень сложным.
Чтобы решить эту проблему, резистивный материал на гибкой подложке располагается в конфигурации схемы, называемой мостом Уитстона (назван в честь его популяризатора, сэра Чарльза Уитстона). Этот мост представляет собой ромбовидное расположение резисторов, по одному резистору с каждой стороны (как показано на схеме ниже).
последние новости компании о Внутреннее устройство и принцип работы датчика веса/натяжения  2

Как работает мост Уитстона

На одну пару диагоналей ромбовидного моста подается напряжение возбуждения, а выходной сигнал напряжения считывается с другой пары диагоналей:
  • Когда внешняя сила не приложена: Все резисторы имеют одинаковое значение. Каждая "ветвь" моста действует как делитель напряжения, поэтому выходное напряжение каждой ветви равно — в результате получается выходное напряжение 0 В (поскольку выходные точки находятся посередине между делителями).
  • Когда приложена внешняя сила: Значение одного резистора изменяется, изменяя напряжение на его ветви. Это создает небольшую разницу напряжений на выходных клеммах.

Как использовать датчик веса

Выходное напряжение датчика чрезвычайно мало и исходит от источника с высоким импедансом (делитель резистора). Чтобы точно считать это напряжение, требуется обработка сигнала:
  • Схема нуждается в высоком входном импедансе (чтобы избежать влияния нагрузки на делитель).
  • Она нуждается в высоком подавлении синфазных помех (поскольку абсолютное напряжение каждой ветви составляет половину напряжения возбуждения).
  • Она нуждается в высоком дифференциальном усилении (для усиления небольшой разницы напряжений).
Это обычно делается с помощью измерительного усилителя (например, AD620 с коэффициентом усиления 100): 1 мВ входного напряжения становится 100 мВ выходного. Например, если выходной сигнал моста в полном диапазоне составляет ±25 мВ, усилитель выдает ±2,5 В.
последние новости компании о Внутреннее устройство и принцип работы датчика веса/натяжения  3