引 言 電子汽車衡 ( 以下簡稱汽車衡 ) 是大型稱重計量器具， 也是目前成熟的一種稱重計量器具，使用范圍廣，并且大 多數用于貿易結算。在使用過程中，由于其秤量大，使用 頻繁，使用環境惡劣等因素，因此會經常出現故障。尤其 是其傳感器在頻繁使用中，會逐漸老化，并且各個傳感器 老化程度不一致，使得傳感器的靈敏度不一致，導致汽車 衡的偏載準確度受到影響。這種情況很多檢修人員都碰到 過，并且都會很自然的認為，調節接線平衡盒就好了。但 如果其中某一傳感器的靈敏度變動過大，調節接線平衡盒 是無法把整個汽車衡的偏載調平衡的，并且還會影響整體 稱量的準確度。本文對常用汽車衡的傳感器以及接線平衡 盒原理進行分析，講解如何通過使用數字萬用表對汽車衡 做出簡單快速準確的診斷。 1　傳感器的分類及電阻應變式傳感器的工作原理 首先稱重傳感器的作用是將力變成電信號。稱重傳感 器的種類分為電阻應變式、電容式和電感式等。本文主要 分析的是汽車衡常用的電阻應變式傳感器。 電阻應變式傳感器是由彈性體、電阻應變片、電橋電 路、補償電路等組成。 電阻應變片結構：在絕緣膠片上用電鍍的方法鍍上一 層合金材料，再用蝕刻的方法按一定的規則刻出電阻網 柵。當將膠片拉長 ( 非常微弱的變化 ) 時，電阻值變大； 縮短時，電阻值變小。 導體的電阻值 R=ρ(L/S) ρ：材料的電阻率 ( 導電率 ) L：材料的長度 S：材料的橫截面積 由此可知，導體的電阻值與其長度 L 成正比 ( 長度越 長，電阻越大 )，與其橫截面積成反比 ( 橫截面積越大， 電阻越小 )。 彈性體：將外力轉換成彈性體物理尺寸的變化。 應變片：將物理尺寸的變化轉成電阻值的變化。 電橋電路：將電阻值的變化轉換成電壓信號的變化。 W 為施加在傳感器上的力，當 W=0 時，4 個電阻應變 片阻值相等，電橋平衡，Uo=0。 W ≠ 0 時，R2、R4 受拉力，電阻變大 R ＋ &R R1、R3 受壓力，電阻變小 R-&R UA=Ui ×(R4 ＋ &R)/(R1 ＋ R4) UB=Ui ×(R3-&R)/(R2 ＋ R3) 因為 4 個電阻應變片阻值相等，得 R1=R2=R3=R4=R， 導出以下算式： Uo=UA-UB=Ui ×&R/R 設：k1=Ui /R 則：Uo=k1×&R。 由上式可知：傳感器的輸出電壓信號與應變片電阻 值的變化量 &R 成正比，而 &R 又與彈性體的變化量成正 比，彈性體的變化量與外力 W 成正比，因此 W=k×&R=k×U0 只要測出 Uo，即可知到外力 W，從而完成力 W 到電 壓 Uo 的轉換。 由電路圖得出結論： a. 傳感器的輸出電阻等于應變片的初始電阻值。 b. 傳感器的輸入電阻一定大于輸出電阻值 ( 一般大 50 ～100Ω)。 c. 傳感器為一純電阻無源器件，可交流或直流供電。 d. 傳感器的輸出極性是依據彈性體的正常受力方向而 標注的，當受力方向反轉時，其輸出極性也自動反轉，傳 感器性能不變。 由前面得知，傳感器的輸出電壓： Uo=Ui ×&R/R其中 Ui=Va-Vb 即：傳感器內部電橋兩端點的電壓。