稱重傳感器的工作原理是什么？稱重傳感器與PLC如何連接使用？

【導讀】稱重傳感器應用非常廣泛。那么，它是什么工作原理、如何去和PLC連接呢？

稱重傳感器的原理是在被測物體上的重力按一定比例轉換成可計量的輸出信號。稱重傳感器的測量采用應變式原理，應變片被固定在彈性體上。外力的作用導致彈性體產生形變，在彈性體上的應變片隨之產生形變。由于應變片外部形狀的變化，其電阻值也會相應發生變化。左上角和右下角應變片被壓縮，電阻薄膜變短，阻值變小。右上角和左下角應變片被拉伸，電阻薄膜變長，阻值變大。對于每只稱重傳感器，至少4個應變片被連接在一起組成一個惠斯通電橋。當傳感器受力導致應變片電阻發生變化時，電橋不平衡。在激勵電壓不變的情況下，輸出信號的大小與傳感器受力成正比。稱重傳感器一般可以連接PLC或者二次表進行示數。

常見的工業傳感器分為四線制和六線制

對于四線制傳感器，只有下圖黑色所示的四個電纜，其中EXC+和EXC-是稱重模塊給傳感器的激勵，SIG+和SIG-為稱重傳感器的輸出；對于六線制傳感器，會多出兩根紅色的線，SENSE+和SENSE-它們的作用是什么呢？這兩根線是做補償用的，當傳感器和稱重模塊的距離較遠時，這兩根線會進行補償，進而使得測量結果更精確一些。

在實際現場的使用中，因為工況比較復雜，使得稱重傳感器和稱重模塊之間的距離較遠，稱重模塊給傳感器的供電電壓假設為6V，那么由于線路的損耗，該激勵信號到達稱重傳感器時小于6V，在同樣受力情況下，傳感器的輸出信號與供電電壓成正比，所以稱重模塊通過一個高阻抗回路將傳感器側實際的供電電壓反饋給稱重模塊，稱重模塊通過內部的比較器對輸出的供電電壓進行調節。稱重模塊可以連接四線制和六線制傳感器都可以。如果連接四線制傳感器，需要在接線盒或者稱重模塊側將SENSE+與EXC+短接，SENSE-與EXC-短接。

對于工廠中使用PLC連接稱重傳感器，我們通常有兩種方式去實現

一、使用稱重傳感器加二次表加PLC的模擬量輸入，為什么需要加二次表呢？

因為傳感器是由物體重量壓彎而產生一個mv級電壓信號，PLC無法直接讀取，所以需要二次表進行轉換，一說到轉換大家都知道一定會有損耗，這個損耗其實不是很大，但是對于精確測量就會產生很大影響，我以前曾經做過10g精度的設備，這個損耗就是結果影響就很大了，所以這一方法的有點是便宜，對于PLC系統沒有太大的要求，因為世面上98%的PLC都帶模擬量輸入功能。但缺點是無法應用在精度要求較高的情況下。

二、最精確的方法，也是最昂貴的方法，使用稱重傳感器加PLC稱重模塊進行測量

這種方式是最精確的，因為PLC連接自己的模塊是沒有損耗的，而且這種方式的讀取速度也是非?？斓?，可以應用在各種復雜的場合中。

那么它的缺點是對于PLC系統有著很大要求，首先PLC需要使用帶稱重模塊的，而一般稱重模塊的價格都比較高，而且使用一個新的稱重系統以前需要對它進行校準，一旦稱重傳感器損壞了更換的話，也需要重新校準，而西門子的各個系列的稱重模塊的校準都不是很簡單，需要一定的經驗和技術，這個以后我們還會講解的；所以這一技術不適合新手。

那么作為精確測量的單元，它的使用方法也必須注意，否則很有可能導致測量不準甚至損壞。

一、安裝時需要非常注意，否則容易損壞傳感器

稱重傳感器的彈性體的制作材料主要還是合金的鋁材，所以出現任何一點震動導致的沖擊或者是發生掉落的情況都會導致出現非常大的數據輸出誤差。比如一個量程為10kg的傳感器，如果不小心給了它15kg左右的力，就有可能永久損壞它，因此，安裝稱重傳感器一定要做到輕拿輕放。

二、安裝時嚴格按照它的設計要求

根據設備的工藝，或者水平安裝或豎直安裝，但傳感器的稱重部分一定要與被測物體嚴密吻合，切稱重部分和被測物體不能接觸器其他著力點，否則會導致測量不準。

三、有時需要使用三個甚至多個傳感器共同測量同一物體，這些傳感器與稱重裝置的接觸面必須水平，否則受力不均，影響測量結果，雖然輕微的水平面傾斜可以通過接線盒里的電阻調節，但調節能力有限，而且也不利于效稱，所以安裝時盡量保持水平。

其他注意事項：

一、接線盒；

在使用多個稱重傳感器時，接線盒是一個必要的工具，它可以將多組稱重數據統一到一起，減少稱重模塊的工作量。

但是在使用過程中，它也是很容易出問題的。首先要注意防塵防水防靜電，其次在使用中要注意每一個端子的含義，切忌接錯線。

二、電纜的連接和屏蔽

傳感器的信號最終還是通過電纜進行傳輸，而且對于如此高精度的信號，有一點干擾都會導致數據的不穩定。因此連接時需要嚴格按照下圖進行施工。

三、編程的注意事項，濾波是否可以使用？

在實際的工業現場會存在很多干擾，那么很多人都習慣使用程序手段進行濾波，但是對于稱重也是可以使用的，但是需要注意的是；濾波會產生信號的滯后性，如果只是單純的觀察和測量則沒有問題，但如果是計算或者是使用測量結果進行控制那么就會導致稱重結果不準確，這里大家需要注意。