大气压力的变化对电子秤称重传感器的输出存在一定的影响，当该影响量超过一 定量时会影响到电子秤传感器的计量性能；通过大量的试验分析，确定大气压力的变化对不同结构、不同量程、不同准确度等级及不同密封工艺的电子秤称重传感器带来的影响量的大小，从而提出是 否有必要在型式试验时对所有的电子秤称重传感器都做大气压力影响试验。

一、弓丨言

称重传感器是电子秤的核心部件，其计量 性能直接影响到贸易结算的准确性；大气压力影 响是称重传感器的重要性能之一，国际法制计量 组织称重传感器国际建议OIML R60及称重传感器 国家标准GB 7551-2008均规定：当大气压力变化 可能明显地影响传感器输出时，应考虑这种变化; 因此大气压力影响也是称重传感器型式评价必须 试验的项目之一。尽管传感器的输出受大气压力 变化影响，但大气压力的变化对不同结构、不同 量程、不同准确度等级、不同密封工艺的称重传 感器带来的影响量的大小是不同的，有的称重传 感器几乎没有影响。根据我们多年来大量的试验 分析统计，大气压力影响试验项目不符合要求的 情况极少出现。

二、大气压力对电子秤称重传感器的影响机理

按照制造工艺的不同，称重传感器的密封方式 大致可分胶封、焊接密封两类；理论上说，胶封的 称重传感器，当环境大气压力产生变化时，内外部 不能形成压差，所以大气压力的变化应该对它没有影响；而焊接密封的称重传感器，当环境大气压力 产生变化时，内外部会形成压差，从而对传感器产 生附加作用力，当该作用力与传感器受力方向一致 时，可能对输出会产生较大的影响。

焊接密封的称重传感器通常用波纹管或不锈 钢膜片进行焊接密封，柱式传感器通常采用不锈 钢膜片密封焊接，如图1所示。

当大气压力变化ikp时，膜片上受到的附加作用 力可表示成：

其中：F—称重传感器的最大量程对应的力 值（N

于是可以根据式（D、 (2估计大气压力对 传感器输出的影响，由式（D、 (2可见，大气 压力变化引起称重传感器输出的变化与密封膜片 受力面积及称重传感器的量程有关；小量程的传 感器影响量相对较大，但这种柱式结构的传感器 量程一般都在It以上，所以实际大气压力影响也 不大。

对于较小量程的称重传感器一般采用波纹管 焊接密封的方式，如图2、图3所示，大气压力变 化引起的传感器的输出变化也可按式（D、 (2 进行估计，只是前者传感器其受力方式与加载方 向不一致，所以大气压力对它的影响较小。后者 大气压力变化引起的附加作用力与传感器受力方 向一致，大气压力对它的影响较大。

三、国家标准对大气压力影响的要求 由于大气压力可能影响称重传感器的计量特 性，称重传感器国家标准GB 7551-2008对其有明确的规定，要求在95kPa?105kPa的大气压力范围内，当大气压力变化1kPa时，传感器输出变 化不应大于最小检定分度值Vnm，并规定了具体计 算方法：

四、大气压力试验装置

传感器大气压力影响需要用专用大气压力模 拟装置进行试验，为了更好地满足称重传感器大 气压力试验要求，我们研制了一台气压环境模拟 试验装置，该装置由密闭压力腔体、全封闭压缩 机、换向阀、扩散硅压强传感器及压力控制用数 字指示控制仪等部分组成。其工作原理为将传感 器放置在密闭的腔体内，将传感器的输出导线通 过特殊设计的电源-信号传递接头从密闭的腔体 内向外部传递，并和外部的传感器指示仪表相连 接。 数字压力指示控制仪根据扩散硅压强传感器 测量到实时压力控制全封闭压缩机工作，用换向 阀选择增加或减小腔内压力，达到预期气压大小； 进而对放置在腔内称重传感器的输出变化进行测 量。如图4所示。

使用时将称重传感器放置在密闭压力腔体内， 将传感器电缆线按规定的要求连接到箱体内的全 封闭多芯电接头上，将密封门关闭锁紧；根据试 验要求设置控制目标压力，启动压缩机使密闭腔体内的压力达到预定压力，用精密数字测量仪对 称重传感器输出进行测试，控制系统如图5所示。

该装置采用特殊设计的不锈钢内胆确保气密性 和传感器测量要求，从而在气压变化准确的前提下 可保证了称重传感器的输出变化测量的准确。其特 点是密封性好，准确度高，有较大的尺寸空间，能 对大尺寸的传感器以及能同时对多只传感器进行测 量，满足称重传感器国家型式评价实验室的需要。

五、试验情况

使用上述试验装置，对不同结构、不同量程、 不同密封方式的称重传感器做了大量的试验，例 举典型测试结果如表1所示。

由表1试验数据可见，波纹管密封焊接的S 形200kg称重传感器每10kPa的零点输出变化为 0.00434mV/V，在上述试验中影响量最大；该传感 器的满量程输出为2mV/V，按照公式(1)、 (2)计

算该称重传感器的大气压力影响：

按C1级，vmn=0.2kg计算时，每千帕以v为单 位的变化为0.25； vmn=0.1kg计算时，每千帕以v 为单位的变化为0.50。

按C2级，vnm=0.2kg计算时，每千帕以v为单 位的变化为0.5； vmn=0.1kg计算时，每千帕以v为 单位的变化为1.0。

按C3级，vmn=0.2kg计算时，每千帕以v为单 位的变化为0.75； vmn=0.1kg计算时，每千帕以v 为单位的变化为 1.5。

显然，S形200kg称重传感器按C2、C3级计 算所得大气压力影响已经超过允许值。

六、结束语

大气压力影响是称重传感器的一个重要影响量，大量试验结果表明：称重传感器受大气压力 的影响程度与其类型、量程及准确度有关，较大 量程称重传感器受大气压力的影响较小；悬臂梁 式结构的称重传感器受大气压力的影响也很小； 胶封的称重传感器几乎没有影响；另外，相同类 型的传感器准确度等级越高，大气压力影响量计 算值越大。所以，只有量程较小并且大气压力产 生附加力与传感器加荷方向一致的焊接密封式称 重传感器需要进行大气压力影响试验，其余称重 传感器受大气压力的影响基本不影响其计量性能， 特别是胶封的称重传感器，因此我们建议在对称 重传感器进行型式试验时，不必对所有的称重传 感器做大气压力影响试验，仅对焊接密封的小量 程传感器进行大气压力影响试验，以免浪费大量 的人力物力资源。