轴对称扭环型称重传感器

20世纪80年代末期，为满足电子衡器产品对称重传感器的高准确度、高稳定性、大输出、低外形等需求，德国SCHENCK（申克）公司研制出轴对称、低外形、高准确度、大输出、小滞后的扭转环型称重传感器；HBM公司和EHP公司研制出与扭转环型弹性元件特点相同的轴对称低外形弯曲环型称重传感器。它以其全新的结构、较低的外形、大输出、高准确度、小滞后、高稳定性和能在强腐蚀环境条件下安全工作的能力，S型传感器，形成了一个新的发展潮流，并在应变式称重传感器结构创新中产生较大影响。

  申克公司的RT型轴对称扭转环型称重传感器可供选择的量程较多，100kg～680kg共6种规格；1t～4.7t共5种规格；6.8t～15t共3种规格；22t～470t共9种规格。其中RT6D型为精密级其准确度可达OIML C6级（6000d）；RT4D型可达OIML C4级（4000d）；RTD型为OIML C3级（3000d）。EHP公司BR系列轴对称弯曲环型称重传感器也有从60kg～60t共10种规格。由于这些产品具有体积小、高度低、耐受恶劣环境条件能力强等特点，在工业生产过程称重计量，特别是化学工业称重计量中得到广泛应用，同时也应用于集装箱称重、起重机称重、矿车称重、站台称重、汽车称重和火车称重等电子衡器中。

  我国一些称重传感器研究与制造企业，环形传感器，将轴对称扭转环型称重传感器发展为250℃高温称重传感器，取得很好的测试与应用结果。研究轴对称扭转环型与弯曲环型弹性元件的结构特点、分析其力学特性和螺旋圆环形电阻应变计的应用，将对轴对称扭转环型和弯曲环型称重传感器扩大用起一定的指导作用。

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圆柱、圆筒式称重传感器概述

圆柱、圆筒式称重传感器以其结构简单紧凑，体积小，量程大，重量轻；弹性元件与保护外壳的几何形状为简单的圆柱、圆筒形，容易加工出较高的尺寸和形位精度；弹性元件刚度大，固有频率高，动态响应快；加载承载边界可设计成双平面、一平面一球面、双球面多种结构形式等特点，在各种结构的大型电子衡器中得到较为广泛的应用。具有相同截面积的圆筒式与圆柱式弹性元件，对于纯轴向载荷的刚度相同，但圆筒式结构的弹性元件有更大的惯性矩，所以它具有更好的抗弯曲能力，多应用于大型电子吊钩秤。

从称重传感器弹性元件设计原则分析，尽管圆柱、圆筒式弹性元件具有十分突出的特点，但其固有线性差，容易产生旋转误差等缺点也是非常致命的。因此必须作好弹性元件、保护外壳、压头底垫结构设计和非线性补偿，才能使其达到较高的准确度等级。圆柱、圆筒式称重传感器产生非线性误差的主要因素是：

（1）面积效应影响。弹性元件承受拉向、压向载荷时，应变区截面积变化，导致P—σ关系的非线性；

（2）泊松比效应影响。即弹性元件轴向和环向应变相差较大，致使电桥内某一桥臂电阻的变化与相邻桥臂电阻的反向变化不匹配所引起的电桥非线性误差。

（3）材料性能影响。应力应变关系主要是弹性元件材料的误差，当应变程度较高时，其应力应变关系并非完全线性，扭矩传感器，且滞后、蠕变及弹性模量不是理想的常数，载荷增加时非线性也增加；

（4）焊接密封膜片影响。主要是非线性的密封模片对载荷的分路作用，即当环境温度变化时，由于焊接膜片与外壳组成超静定结构，因变形不协调而产生内应力，外壳尺寸改变导致密封腔内气体压力变化，引起称重传感器温度漂移。

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