稱重傳感器的核心功能是將物體的重量（力學量）轉化為可測量的電信號，其工作原理基于應變效應和惠斯頓電橋的信號轉換機制。以下是具體的工作過程和原理拆解：
一、核心原理：應變效應
當彈性體（如金屬梁）受到外力（重量）作用時，會發(fā)生微小的形變（拉伸或壓縮），其表面的應變片會隨彈性體一起形變，導致電阻值發(fā)生變化 —— 這一現(xiàn)象稱為應變效應。
拉伸時：應變片的金屬絲變長、橫截面積變小，電阻增大；
壓縮時：應變片的金屬絲變短、橫截面積變大，電阻減小。
這種電阻變化與彈性體的形變量（即所受重量）成正比例關系，是重量信號轉化的基礎。
二、關鍵組件：彈性體與應變片
彈性體
通常由高強度合金鋼材（如 40CrNiMoA）制成，具有穩(wěn)定的力學特性（形變后能恢復原狀）。其形狀設計（如 S 型、懸臂梁、輪輻式等）需確保受力時產(chǎn)生均勻的形變，以便應變片精準感知重量。
應變片
由金屬箔（如康銅、鎳鉻合金）通過光刻技術制成柵狀結構，粘貼在彈性體的特定位置（通常是受力后形變最明顯的區(qū)域）。一個稱重傳感器通常會粘貼4 片應變片，組成兩組（兩組分別承受拉伸和壓縮形變）。
電路連接：4 片應變片分為兩組，兩組分別串聯(lián)后再并聯(lián)（即相鄰兩片受力方向相反：兩片受拉、兩片受壓）。電橋的兩個對角接入穩(wěn)定的直流電源（激勵電壓，通常 5~10V），另外兩個對角為信號輸出端。
無載荷時：4 片應變片電阻相等，電橋平衡，輸出電壓為0；
有載荷時：受拉的應變片電阻增大（R+ΔR），受壓的應變片電阻減小（R-ΔR），電橋失衡，輸出與重量成正比的微小電壓信號（通常毫伏級，如 1~3mV/V）。
四、完整工作流程
受力形變：物體的重量作用于傳感器的彈性體，使其產(chǎn)生微小形變；
電阻變化：彈性體表面的應變片隨形變產(chǎn)生電阻變化（受拉電阻增大，受壓電阻減小）；
電橋失衡：惠斯頓電橋因電阻變化失去平衡，輸出與重量成正比的毫伏級電壓信號；
信號處理：傳感器輸出的微弱信號經(jīng)儀表或放大器放大、濾波、A/D 轉換后，最終顯示為重量數(shù)值（如 kg、t）。
五、補充：不同類型傳感器的原理共性
無論稱重傳感器的結構形式（如 S 型、柱式、懸臂梁式等）如何變化，其核心原理始終是：
重量→彈性體形變→應變片電阻變化→電橋電壓信號→電信號輸出。
差異僅在于彈性體的受力方式和應變片的粘貼位置，以適應不同的稱重場景（如小量程高精度稱重、大噸位重載測量等）。
簡言之，稱重傳感器通過 “力學形變→電阻變化→電信號” 的三級轉換，實現(xiàn)了重量的精準測量，而應變效應和惠斯頓電橋是這一過程的核心機制。
一、核心原理：應變效應
當彈性體（如金屬梁）受到外力（重量）作用時，會發(fā)生微小的形變（拉伸或壓縮），其表面的應變片會隨彈性體一起形變，導致電阻值發(fā)生變化 —— 這一現(xiàn)象稱為應變效應。
拉伸時：應變片的金屬絲變長、橫截面積變小，電阻增大；
壓縮時：應變片的金屬絲變短、橫截面積變大，電阻減小。
這種電阻變化與彈性體的形變量（即所受重量）成正比例關系，是重量信號轉化的基礎。
二、關鍵組件：彈性體與應變片
彈性體
通常由高強度合金鋼材（如 40CrNiMoA）制成，具有穩(wěn)定的力學特性（形變后能恢復原狀）。其形狀設計（如 S 型、懸臂梁、輪輻式等）需確保受力時產(chǎn)生均勻的形變，以便應變片精準感知重量。
應變片
由金屬箔（如康銅、鎳鉻合金）通過光刻技術制成柵狀結構，粘貼在彈性體的特定位置（通常是受力后形變最明顯的區(qū)域）。一個稱重傳感器通常會粘貼4 片應變片，組成兩組（兩組分別承受拉伸和壓縮形變）。
三、信號轉換：惠斯頓電橋
4 片應變片按特定方式連接成惠斯頓電橋電路，實現(xiàn)電阻變化到電壓信號的轉換，具體如下：電路連接：4 片應變片分為兩組，兩組分別串聯(lián)后再并聯(lián)（即相鄰兩片受力方向相反：兩片受拉、兩片受壓）。電橋的兩個對角接入穩(wěn)定的直流電源（激勵電壓，通常 5~10V），另外兩個對角為信號輸出端。
無載荷時：4 片應變片電阻相等，電橋平衡，輸出電壓為0；
有載荷時：受拉的應變片電阻增大（R+ΔR），受壓的應變片電阻減小（R-ΔR），電橋失衡，輸出與重量成正比的微小電壓信號（通常毫伏級，如 1~3mV/V）。
四、完整工作流程
受力形變：物體的重量作用于傳感器的彈性體，使其產(chǎn)生微小形變；
電阻變化：彈性體表面的應變片隨形變產(chǎn)生電阻變化（受拉電阻增大，受壓電阻減小）；
電橋失衡：惠斯頓電橋因電阻變化失去平衡，輸出與重量成正比的毫伏級電壓信號；
信號處理：傳感器輸出的微弱信號經(jīng)儀表或放大器放大、濾波、A/D 轉換后，最終顯示為重量數(shù)值（如 kg、t）。
五、補充：不同類型傳感器的原理共性
無論稱重傳感器的結構形式（如 S 型、柱式、懸臂梁式等）如何變化，其核心原理始終是：
重量→彈性體形變→應變片電阻變化→電橋電壓信號→電信號輸出。
差異僅在于彈性體的受力方式和應變片的粘貼位置，以適應不同的稱重場景（如小量程高精度稱重、大噸位重載測量等）。
簡言之，稱重傳感器通過 “力學形變→電阻變化→電信號” 的三級轉換，實現(xiàn)了重量的精準測量，而應變效應和惠斯頓電橋是這一過程的核心機制。