合成孔徑雷達

[拼音]：chengzhong chuanganqi

[英文]：load sensor

衡器上使用的一種力感測器。它能將作用在被測物體上的重力按一定比例轉換成可計量的輸出訊號。考慮到不同使用地點的重力加速度和空氣浮力對轉換的影響，稱重感測器的效能指標主要有線性誤差、滯後誤差、重複性誤差、蠕變、零點溫度特性和靈敏度溫度特性等。在各種衡器和質量計量系統中，通常用綜合誤差帶來綜合控制感測器準確度，並將綜合誤差帶與衡器誤差帶(圖1)聯絡起來，以便選用對應於某一準確度衡器的稱重感測器。國際法制計量組織(OIML)規定，感測器的誤差帶δ佔衡器誤差帶Δ的70％，稱重感測器的線性誤差、滯後誤差以及在規定溫度範圍內由於溫度對靈敏度的影響所引起的誤差等的總和不能超過誤差帶δ。這就允許製造廠對構成計量總誤差的各個分量進行調整，從而獲得期望的準確度。

稱重感測器按轉換方法分為光電式、液壓式、電磁力式、電容式、磁極變形式、振動式、陀螺儀式、電陰應變式等8類，以電阻應變式使用最廣。

光電式感測器

包括光柵式和碼盤式兩種。

光柵式感測器利用光柵形成的莫爾條紋把角位移轉換成光電訊號（圖2）。光柵有兩塊，一為固定光柵，另一為裝在錶盤軸上的移動光柵。加在承重臺上的被測物通過傳力槓桿系統使錶盤軸旋轉，帶動移動光柵轉動，使莫爾條紋也隨之移動。利用光電管、轉換電路和顯示儀表，即可計算出移過的莫爾條紋數量，測出光柵轉動角的大小，從而確定和讀出被測物質量。

碼盤式感測器（圖3）的碼盤（符號板）是一塊裝在錶盤軸上的透明玻璃，上面帶有按一定編碼方法編定的黑白相間的程式碼。加在承重臺上的被測物通過傳力槓桿使錶盤軸旋轉時，碼盤也隨之轉過一定角度。光電池將透過碼盤接受光訊號並轉換成電訊號，然後由電路進行數字處理，最後在顯示器上顯示出代表被測質量的數字。光電式感測器曾主要用在機電結合秤上。

液壓式感測器

如圖4所示，在受被測物重力P作用時，液壓油的壓力增大，增大的程度與P成正比。測出壓力的增大值，即可確定被測物的質量。液壓式感測器結構簡單而牢固，測量範圍大，但準確度一般不超過1/100。

電磁力式感測器

它利用承重臺上的負荷與電磁力相平衡的原理工作（圖5）。當承重臺上放有被測物時，槓桿的一端向上傾斜；光電件檢測出傾斜度訊號，經放大後流入線圈，產生電磁力，使槓桿恢復至平衡狀態。對產生電磁平衡力的電流進行數字轉換，即可確定被測物質量。電磁力式感測器準確度高，可達1/2000～1/60000，但稱量範圍僅在幾十毫克至10千克之間。

電容式感測器

它利用電容器振盪電路的振盪頻率f與極板間距d 的正比例關係工作(圖6 )。極板有兩塊，一塊固定不動，另一塊可移動。在承重臺載入被測物時，板簧撓曲，兩極板之間的距離發生變化，電路的振盪頻率也隨之變化。測出頻率的變化即可求出承重臺上被測物的質量。電容式感測器耗電量少，造價低，準確度為1/200～1/500。

磁極變形式感測器

如圖7所示，鐵磁元件在被測物重力作用下發生機械變形時，內部產生應力並引起導磁率變化，使繞在鐵磁元件（磁極）兩側的次級線圈的感應電壓也隨之變化。測量出電壓的變化量即可求出加到磁極上的力，進而確定被測物的質量。磁極變形式感測器的準確度不高，一般為1/100，適用於大噸位稱量工作，稱量範圍為幾十至幾萬千克。

振動式感測器

彈性元件受力後，其固有振動頻率與作用力的平方根成正比。測出固有頻率的變化，即可求出被測物作用在彈性元件上的力，進而求出其質量。振動式感測器有振弦式和音叉式兩種。

振弦式感測器（圖8 ）的彈性元件是弦絲。當承重臺上加有被測物時，V形弦絲的交點被拉向下，且左弦的拉力增大，右弦的拉力減小。兩根弦的固有頻率發生不同的變化。求出兩根弦的頻率之差，即可求出被測物的質量。振弦式感測器的準確度較高，可達1/1000～1/10000，稱量範圍為100克至幾百千克，但結構複雜，加工難度大，造價高。

音叉式感測器(圖9 )的彈性元件是音叉。音叉端部固定有壓電元件，它以音叉的固有頻率振盪，並可測出振盪頻率。當承重臺上加有被測物時，音叉拉伸方向受力而固有頻率增加，增加的程度與施加力的平方根成正比。測出固有頻率的變化，即可求出重物施加於音叉上的力，進而求出重物質量。音叉式感測器耗電量小，計量準確度高達1/10000～1/200000，稱量範圍為500g～10kg。

陀螺儀式感測器

如圖10所示，轉子裝在內框架中，以角速度ω繞X軸穩定旋轉。內框架經軸承與外框架聯接，並可繞水平軸 Y 傾斜轉動。外框架經萬向聯軸節與機座聯接，並可繞垂直軸Z 旋轉。轉子軸 (X軸)在未受外力作用時保持水平狀態。轉子軸的一端在受到外力(P/2)作用時，產生傾斜而繞垂直軸Z 轉動（進動）。進動角速度ω與外力P/2成正比，通過檢測頻率的方法測出ω，即可求出外力大小，進而求出產生此外力的被測物的質量。

陀螺儀式感測器響應時間快(5秒)，無滯後現象，溫度特性好（3ppm），振動影響小，頻率測量準確精度高，故可得到高的解析度(1/100000)和高的計量準確度(1/30000～1/60000)。

電阻應變式感測器

利用電阻應變片變形時其電阻也隨之改變的原理工作（圖11）。主要由彈性元件、電阻應變片、測量電路和傳輸電纜4部分組成。電阻應變片貼在彈性元件上，彈性元件受力變形時，其上的應變片隨之變形，並導致電阻改變。測量電路測出應變片電阻的變化並變換為與外力大小成比例的電訊號輸出。電訊號經處理後以數字形式顯示出被測物的質量。