基于应变式压力传感器的高精度网络化称重系统研究

范留彬，董秋杰，赵 昂，祝 捷

(中国空空导弹研究院，河南 洛阳 471000)

历经发展称重技术伴随着科技的发展已经从简单粗糙的机械式称重装置发展到今天的高精度、自动化的电子衡器[1]。电子衡器是以压力传感器以及电子装置构成的系统[2]。称重传感器按照其原理可以分为电荷式、电阻式、电磁式等[3-4]。它们具有不同的适用范围，其中应变电阻式压力传感器可以实现对10-2～107N力的测量，能在恶劣环境、大加速度和震动条件下工作，具有线性度好，工作稳定可靠，性价比高等特点。

目前，从世界范围来看德国飞利浦公司生产的以PR6201应变式压力传感器为核心的称重系统是目前投入应用的具有较高精度的电子称重系统。其综合精度为0.015%。日本ASAHI，英国Omega，瑞士METTLER TOLEBO，西班牙UTILCELL次之，综合精度为0.02%。国内厂家以上海石田，陵县天龙为代表生产的称重系统的最高综合精度为0.03%。《2012-2016年中国称重仪市场调研及投资战略咨询报告》[5]显示，国内称重系统生产厂家每个公司的平均年进口费用高达数千万元。由此可见，研制具有我国自主知识产权的电子称重系统具有极大的社会效益和经济效益。

1 电路设计

1.1 应变电阻式压力传感器原理及噪声水平分析

利用应变原理可以设计出电阻式应变片或应变薄膜。应变片或应变薄膜可以感受测量物体受力时所产生的应变，并将应变变化转换为电阻变化，通过电桥进一步转换为电压或者电流的变化。利用应变式变换来实现测量的传感器称为应变式传感器。……