本文作者根据自己多年经验，给大家介绍了称重传感器和测力传感器有哪些不同之处。

笔者认为，测力与称重传感器之所以会发展成为两大分支，主要原因是它们的用途不同，从使用角度对传感器提出的要求区别较大．

数年前．人们并不认真区分测力传感器与称重传感器．因为两者的工作原理，结构，材料，制作工艺、测试方法等完全相同．往往同一个传感器．可以用于测力，也可以用于称重，因而将它们统称为负荷传感器(Loadcel1)．并且采用统一的标准和测试方法。

但是，随着衡器技术的发展，人们逐渐发现不能再将它们混为一谈，特别是电子秤的普及和承平的提高，规程、标准逐渐完善．对用于电子秤的称重传感器提出越来越明确、合理．独立的受求，1984年国际法制计量组织(OIML)提出了专门针对称重传感器计量要求和检定程序的第60号国际建议。该建议于1984年10月由第七届国际法制计量大会通过，1985年正式颁布。而测力传感器由于各种使用状态和要求差别较大，目前还难以提出一个一般测力传感器都能通用的标准和规程。

具体来说有以下几个方面的差别：

1．误差带表示方法

过去，不论用于测力还是称重的传惑器．都采用线性、滞后，重复性等相对于满量程误差(％F．S．)的单项指标来表征其性能。这种传统的表示方法简单易行，衡量其水平高低时，直观明了(觅图1)。但对于电子秤畿电子测力系统来说，这种方法都不实用，圆为电子评或电子测力系统的误差带规律与此不同，这就使研制或生产电子秤和电子测力系统的人很难合理选用传感器。

针对称重传感器专门用于电子秤．第60号国际建议中对称重传感器的误差带要求已与电子秤完全相对应，电子秤的准确度分为I、II、III、IIII级．称重传感器对应分为A．B、C、D级。以最常甩的III级秤为例，其最大允许误差见表1．它应配用的传感器为c级．其最大允许误差见表2。表中的e及u均为检定分度值

由此可见．称重传感器与电子秤都采用阶梯形分段表示法，分段方法完全相同，而传感器的最大允许误差为秤的7O％。与传统的传感器单项指标表示法不同之处还在于：上述阶梯形误差带包含线性，滞后，灵敏度温度影响三项指标。此外，传统的传感器的参考直线是“端点连线”法，而称重传感器采用

“3／4点连线”法，即通过0点及进程75％量程点作一直线，这两种计算方法的结果差别很大．测力传感器因为还没有新的标准，目前仍采用传统的(%F.S.)误差表示法。然而，人们也越来越感到它与电子测力系统显得不协调。因为力值计量是以逐点的示值相对误差(%示值)表示的(见图3)。可以预见，待条件成熟时。测力传感器也必须采用逐点的示值相对误差．

2．准确度

以传感器满量程点的准确度而言，一般商用称重传感器为万分之二左右。测力传感器却因使用场合不同而千差万别，在某些复杂，恶劣的条件下，能达到百分之一就十分满意了，而用于基准测力机作力值比对的测力传感器，则要求其特性短期(一、两周内)复现性达到百万分之几。

3．测量范围

一般电子秤的最大称量为几千克至几十吨。而测力传感器的量程小至几十毫牛(几克力)，甚至几十微牛(几毫克力)，大至几十兆牛(几千吨力)

4．量程衰减

所谓量程衰减，即对某一额定量程的传感器，通过提高测量仪表的放大倍数，使该传感器可用来测量小载荷，并且达到足够的分辨率和测量精度．好比杆秤变换秤纽一样例如。额定量程为100kg的传感器，测量100kg载荷时，分辨率为0．1kg，准确度为±0．5kg，若将称重仪表增益提高50倍，满量程即变为2kg，分辨率也变为0．002kg。准确度可达±0．01kg。

称重传感器一般无此要求。而用于材料试验机的测力传感器，要求量程衰减50倍甚至100倍。这就大大扩展了同一传感器的有效测量范围，既可用来拉伸粗钢试样，又可用来拉仲细丝。当然由此对传感器起始段的特性也提出了极高的要求。

5．工作温度

称重传感器一般在自然环境中使用．工作温度范围为一10℃一+40℃。而测力传感器与被测对象直接相连，当被测对象必须在极低或极高温度下测试时，由于传导，辐射、对流作用．测力传感器也必须在较低(一1O0℃以下)或较高(+200℃)温度下工作。

6．加载时间

电子秤的一次称量时问约为几分钟，最长几小时。而有的测力传感器连续测试时间要长得多。例如疲劳试验，蠕变或松弛试验要连续进行几十至几百小时，埋入水库大坝坝基的测力传感器，要连续测量许多年。

7．加载方向

称重传感器都只承受拉或压单向载荷。测力传感器有不少场合要承受拉，压双向的交变载荷。此时．对传感器两个方向受力的输出灵敏度对称性必然要提出要求。

8．一次安装与多次安装。

称重传感器是一次安装后整机调试，正常使用过程中不再装拆。测力传感器因为与它连接的测试对象经常变动，需要经常装拆。因此要求其特性在多次装拆时能保证具有良好的再现性。

9·疲劳寿命

称重传感器若以一分钟加载一次，一天使用8小时计算，十年累计加载约近20万次。而高频疲劳试验机每秒施加交变载荷3次，1小时即达一百争万次。试验一根试样。往往要做到一千万次(107)在此场合工作的测力传感器，疲劳寿命要求达到几百或几千个107次，实际上为无限长。

10．载荷的波形

称重传感器在每次加载时，要承受一次冲击。加载波形近似为一梯形波上叠加一个衰减振荡的波形。冲击力不会太大。过载程度也不会太严重，而测力传感器往往载荷的波形很复杂，千变万化，很难预料。除单次的拉或压载荷及常见的正弦波载荷外，还可能承受各种特殊波形载荷。如电液伺服疲劳试验机可产生矩形波，锯齿波。利用炸药爆炸作为动力源的高速拉伸试验机，载荷从零增加到最大值所需时间约为1毫秒，相当于冲击波。测量打桩办的传感器也工作在冲击状态。又如在飞机的起落架上贴上应变片，将飞机起飞降落时起落架的受力波形记录下来，再输入到试验机中去用试验机对起落架部件单独进行模拟起飞降落的试验，以研究其寿命及可靠性，改进性能。此时载荷的波形为随机波。此外，在拉伸试验机上拉伸试样时，试样经常在某一瞬间突然脆断，载荷从最大值一瞬间内突变为零。由于能量突然释放，产生极强烈的冲击和振动，测力传感器设计制造中稍有不当，即遭破坏。

11．干扰力

由于电子秤的结构设计十分讲究，加工、装配十分精确，所以称重传感器的受力状态较为理想，一般能保证使载荷通过传感器的设计轴线。而测力传感器由于条件限制，往往要受到侧向力、倾斜力、偏心力、扭矩等干扰的影响，因而有的要求测力传感器本身必须具有良好的抗干扰力特性(例如采用双层膜片结构)，有的要求专门设计成多分量测力传感器，能同时测量几个方向的分力或力矩。

12．刚性或挠度

称重传感器一般不考虑刚性或挠度。测力传感器是整个测力机构中的一环，有的试验为保证某项参数能测量精确，对整机刚度提出要求，此时对传感器的刚度也必然提出具体要求。在谐振式高频疲劳试验机中，为使整机能工作在谐振状态，传感器刚度必须为某值。

13．固有频率

’称重传感器一般无此要求。而测力传感器往往用于动态测试，为保证动态测量精度，必须提供传感器固有频率的参数，或者先提出固有频率指标，再进行传感器设计

14．计量单位

称重传感器的额定负荷计量单位为克(g)、千克(kg)，吨(t)。测力传感器为牛(N)．千牛(kN)、兆牛(MN)。

从以上各点分析对比可知，测力传感器与称重传感器在使用方面的许多要求都不相同。它们很难采用统一的标准和规程，它们最终分道扬镳，是称重传感器技术发展的必然结果。

此外，还可看出，测力传感器的使用条件远比称重传感器复杂，恶劣。不同的使用场合，会提出不同的要求，并且它们往往差别很大，在某一场合必需保证指标A很高，指标B无关紧要。

而在另一场合却要求指标B很高，指标A可不加考虑，因而很难找到共同语言，也很难制定出一个统一的标准和规程。我认为今后只能将测力传感器分成几大类，分别制定标准和规程。

 

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