Наиболее распространенным видом измерений во всем мире является измерение массы. В связи с этим, за последнее время появилось большое разнообразие весовой техники, позволяющей удовлетворить любые требования потребителя.
Принципы построения весов сводятся к измерению силы, возникающей при нагружении весов массой M. Приложенная сила воздействует на первичный преобразователь (датчик), состоящий из упругого элемента и преобразователя деформации, механически связанного с упругим элементом и преобразующим эту деформацию в электрический сигнал.
В настоящее время в весовой технике нашли применение следующие типы преобразователей:
Виброчастотный (струнный). Он основан на изменении частоты натянутой металлической струны, установленной на упругом элементе, в зависимости от величины силы, приложенной к нему. Влияние внешних факторов, таких как влажность, температура, атмосферное давление, внешние вибрации, а также сложность изготовления привели к тому, что данный тип датчиков не нашел широкого применения.
Пьезокварцевый. Он основан на изменении частоты кварцевого кристалла, механически связанного с упругим элементом, при воздействии приложенной к нему силы. Изменение параметров кристалла при воздействии на него внешней среды также привели к тому, что эти датчики не нашли широкого применения в весовой технике.
Тензометрический. Он основан на изменении сопротивления тензорезисторов, наклеенных непосредственно на упругий элемент в поле деформаций и соединенных по мостовой схеме. Измеряемое усилие с помощью упругого элемента преобразуется в деформацию, которая воспринимается тензорезисторами, меняющими свое сопротивление. Это изменение в измерительной цепи преобразуется в изменение напряжения, пропорциональное приложенной силе.
Тензорезисторный тип датчика нашел наиболее широкое применение в весовой технике по следующим причинам:
- Высокое качество тензорезисторов, обусловленное современными технологиями при их изготовлении;
- Простота изготовления датчиков, не требующая сложного технологического оборудования при массовом производстве;
- Низкая стоимость в сочетании с высокими техническими характеристиками;
- Возможность простыми техническими средствами компенсировать влияние внешних факторов;
- Стабильность характеристик в течение всего срока службы.
Анализ мирового рынка весов показывает, что основные фирмы-производители весового оборудования выпускают весы, построенные на тензометрических датчиках.
