拉压力称重传感器技术定义与解析
一、定义
拉压力称重传感器（Tension-Compression Load Cell）是一种能同时测量拉伸和压缩载荷的力-电转换装置，其本质特征包括：
双向测量能力
拉伸量程：0.1%-150%额定载荷（过载保护200%）
压缩量程：0.1%-120%额定载荷（典型线性度0.03%FS）
复合结构设计
弹性体材料：合金钢/铝合金（屈服强度≥500MPa）
应变计布局：惠斯通电桥（350Ω±1%，温度系数＜5ppm/℃）
防护等级：IP68（水下10米持续工作）
二、关键性能指标
| 参数 | 工业级 | 精密级 | 测试标准 |
|---|---|---|---|
| 综合 | 0.05%FS | 0.02%FS | ISO 376 |
| 蠕变（30min） | 0.02%FS | 0.01%FS | OIML R60 |
| 温度影响 | 0.003%FS/℃ | 0.001%FS/℃ | IEC 60751 |
| 安全过载 | 150% | 200% | EN 10002 |
三、典型结构类型
S型双弯曲梁
量程范围：50kg-50t
特点：自动对中，抗偏载能力强
应用：料斗秤、拉力试验机
轮辐式结构
A[压力面] --> B(十字剪切梁)
B --> C[应变计组]
C --> D[温度补偿电阻]
D --> E[密封腔体]柱式结构
量程范围：1t-1000t
特点：低高度，高刚度
应用：地磅、大型试验机
四、信号处理系统
高测量链
激励电压：10VDC±0.5%（6线制补偿）
ADC分辨率：24位Σ-Δ型（0.001%FS有效分辨率）
采样速率：1kHz（可编程抗混叠滤波）
智能补偿技术
六维力解耦（消除非轴向力影响）
动态温度补偿（PT1000+AI算法）
非线性校正（32段分段线性化）
五、行业应用规范
## 选型技术矩阵
| 应用场景 | 推荐类型 | 防护要求 | 特殊 |
|----------|----------|----------|----------|
| 动态称重 | S型 | IP67+抗冲击 | OIML C3 |
| 工业自动化 | 轮辐式 | 防爆Ex d | ATEX |
| 工程监测 | 柱式 | 长期稳定性0.1%/年 | GB/T 13606 |
| 航空航天 | 微型 | -55~125℃ | MIL-PRF-8805 |六、安装与校准
机械安装要点
载荷轴线对中（偏差＜0.5°）
预紧力控制（1%-5%额定载荷）
消除寄生力（使用万向节连接）
计量校准规范
力标准机：≤0.01%（ISO 376 Class 00）
校准点：不少于6点（含零点和满量程）
循环次数：3次加载-卸载（消除迟滞）
七、智能诊断技术
健康监测系统
应变计老化检测（阻抗变化监测）
弹性体疲劳分析（S-N曲线跟踪）
密封完整性测试（湿度传感器）
预测性维护
剩余寿命计算（Miner累积损伤理论）
性能退化预警（趋势分析算法）
自适应校准（云端大数据支持）
该定义符合JJG 391-2009称重传感器检定规程和ISO 7500-1材料试验机标准，在智能制造领域可实现0.02%FS的长期稳定性。技术采用光纤光栅传感（FBG）替代传统应变计，抗电磁干扰能力提升100倍，适用于核电站等极端环境。