機械式衡器，我國始于19世紀末（清朝末期），我國商業(yè)、工礦企業(yè)過去普遍使用的案秤、磅秤和各種機械式汽車衡、軌道衡急即屬于此類。早期的機械案秤、磅秤是由國外引入的，我國的工匠從使用、修理中理解了它的工作原理，并建立了自己的機械衡器作坊。至今，我國的機械式衡器制造業(yè)已有一百多年的生產(chǎn)歷史，已具有相當?shù)募夹g(shù)水平和生產(chǎn)規(guī)模。就目前狀況而言，我國使用中的各種商業(yè)衡器和各種工業(yè)上使用的地中衡，幾大部分仍然是機械衡器。隨著計量工作的日趨加強，機械衡器仍保持著一定的銷售市場。隨著國際、國內(nèi)貿(mào)易的發(fā)展，機械師衡器已不能滿足現(xiàn)代化管理對商業(yè)稱重快速、精確的要求，尤其隨著工業(yè)生產(chǎn)過程自動化程度的不斷提高，稱重裝置已發(fā)展成為過程控制中的一種必須的設(shè)備?？刂葡到y(tǒng)要求稱量裝置快速、可靠、準確地提供與被稱量物料秤比例的電信號，以便經(jīng)過電腦處理后，發(fā)出執(zhí)行指令去控制生產(chǎn)過程。顯然，這對于原有的、未經(jīng)改造的機械秤是無法實現(xiàn)的。

人類社會生產(chǎn)力的發(fā)展，對傳感器的稱量手段產(chǎn)生了強烈的沖擊。

60年代，研究成功了一種機電結(jié)合的自動秤——光柵秤。它由杠桿系統(tǒng)、光柵裝置和電子線路三部分組成。杠桿系統(tǒng)在載荷作用下產(chǎn)生位移，光柵裝置將這一位移轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送入電子線路，最后用數(shù)碼管直觀的顯示重量。光柵秤的刀刃和刀墊容易磨損和銹蝕，因此維修工作量大，并且系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)龐大，故未能獲得大量的推廣。60年代迅猛發(fā)展的以電阻應(yīng)變式力傳感器為轉(zhuǎn)換原價您的電子秤，由于它據(jù)偶以下一些列長處，賑災(zāi)日益廣泛的取代原來的機械式衡器，而向各稱重領(lǐng)域滲透，給稱重技術(shù)帶來了徹底的更新。

（1）能實現(xiàn)快速自動稱量，效率高。

（2）秤臺結(jié)構(gòu)簡單，沒有刀刃、刀墊和杠桿等運動部件，維修簡單，使用壽命長。

（3）不受安裝地點限制，能安裝在設(shè)備本體上。

（4）能把重量信息進行遠距離傳輸，從而可進行數(shù)據(jù)處理和遙控遙測。

（5）傳感器能做成全密封型，并可對溫度影響進行各種補償，能用在惡劣環(huán)境中。

（6）坑基小而淺，甚至可制成無坑式、可移式墊子衡器。

各種物理效應(yīng)的力傳感器相繼問世，就稱重領(lǐng)域而言，瑞典ASEA公司生產(chǎn)的0.03~0.05級壓磁傳感器，成功的應(yīng)用于商貿(mào)用墊子汽車秤和電子吊鉤秤。但由于電阻應(yīng)變式傳感器具有制作方便、工藝城市、價格便宜、精度高、穩(wěn)定性好和已有系列產(chǎn)品等方面的獨到長處。所以不論在國內(nèi)和國外，仍占有絕對的優(yōu)勢。

電阻應(yīng)變式傳感器的工作原理，基于四個基本的轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)：力（重力）——應(yīng)變（e）——電阻變化（ΔR）——電壓輸出（ΔU）。

1856年，英國物理學家W.Tomson首先發(fā)現(xiàn)了金屬材料的應(yīng)變效應(yīng)：即一根金屬導(dǎo)線，在其拉長時電阻增大，在受壓縮短時電阻減小。這個自然規(guī)律，以后成為金屬材料的電阻應(yīng)變效應(yīng)。事隔八十多年，于1937年，美國科學及E.SI mmons和A.Ruge制成了世界上第一片紙基絲繞電阻應(yīng)變計。1940年，研制發(fā)明了第一代電阻應(yīng)變式傳感器，經(jīng)過50年來的努力，應(yīng)變式傳感器的設(shè)計技術(shù)和工藝技術(shù)日趨完善，測量精度和使用可靠性日趨提高。至今，它已幾乎應(yīng)用到了所有稱量領(lǐng)域和各種測力領(lǐng)域。

微處理機的出現(xiàn)，給稱重技術(shù)帶來了更新。二次儀表以較低的價格和較小的體積來完成許多復(fù)雜的計算功能，使電子秤在傳統(tǒng)市場意外的廣闊領(lǐng)域內(nèi)也得到了應(yīng)用。由于微處理機可以利用任何教學上可定義的函數(shù)來修正力傳感器的輸出特性，所以對力傳感器的制作和補償技術(shù)也帶來了革新。世界上所有先進工業(yè)國家都已大量采用電子秤。從世界水平來看，50年代錢式機械秤的時代，60年代式機電結(jié)合秤的時代，70年代則是全電子秤的時代，80年代式電子秤與微處理機結(jié)合的時代。

電子應(yīng)變式傳感器的另一個廣闊應(yīng)用領(lǐng)域是力值測量，更確切地說，是廣泛應(yīng)用于以質(zhì)量為基本量的各種導(dǎo)出量的測量。例如力（N）、壓強（Pa或MPa）、密度（g/cm3或kg/cm3）、扭矩（N.m）等。幾年來，人們都已習慣于負荷傳感器（Load-cell）或稱重傳感器（Weighing cell）的稱呼。而就其本質(zhì)而言，這兩個含義一致的傳感器都是以質(zhì)量（KG）為量值單位的。盡管從理論上說，表征實體性質(zhì)的質(zhì)量與上述導(dǎo)出量毫無關(guān)系，但從測量技術(shù)而論，又是密切相關(guān)的。起義，質(zhì)量不能直接測量，他是利用地球重力場中質(zhì)量的力效應(yīng)來精密測量的，而重量本身就是專指地球與物體之間引力的一種力學量。所以，就這點而論，負荷傳感器與測力傳感器有類同之處。其二，力是一個向量，不是材料的性質(zhì)，所以力的標準器又是從質(zhì)量標準器導(dǎo)出的。盡管兩者有如此密切的關(guān)系，但測力傳感器作為電阻應(yīng)變式傳感器的一個并列的分支，除計量單位不同外，在測量范圍、誤差帶的表示法、使用中的工作溫度、載荷特性及設(shè)計時的剛度、固有頻率均有其特殊要求。在力值測量的很多場合，被測的力值有時遠比重力復(fù)雜，要求測力傳感器不干擾地分別輸出被測力值各個力值分量對應(yīng)地電信號，所以結(jié)構(gòu)上和電子線路上就比稱重傳感器復(fù)雜，再則，被測力值往往是時間地函數(shù)，頻率從幾赫到幾千赫。為使幅頻特性不失真，傳感器本身地自振頻率對測力傳感器而言就成為一個重要地技術(shù)參數(shù)。

隨著電子衡器制作水平地提高和應(yīng)用地日趨普及，電子衡器檢定規(guī)程和產(chǎn)品標準地日趨完善，與此并列地測力傳感器地確切定義及統(tǒng)一地檢定規(guī)程和標準，正有待建立。鑒于上述原因，本書不致分類過細，把與力相關(guān)與不相關(guān)地一些物理量測量，力圖壓強、扭矩、密度等暫且都包含在測力傳感器地范圍之內(nèi)加以闡述。用電阻應(yīng)變式測力傳感器獲取力值信息具有以下優(yōu)點：轉(zhuǎn)換元件體積小、反應(yīng)快、是真小、測力范圍寬（幾千克到幾千噸）及效率高、使用簡便、可遠距離傳遞信號、可同現(xiàn)代地計算機配套。由于電阻應(yīng)變式傳感器在測力領(lǐng)域內(nèi)地應(yīng)用，力值測量技術(shù)正激勵這一場深刻地變革。

• 鋼鐵工業(yè)早在50年代就已經(jīng)把力傳感器作為軋制力地檢控元件應(yīng)用在軋鋼機地監(jiān)控系統(tǒng)中。
• 其他工業(yè)部件近年來也相繼用力傳感器作為生產(chǎn)工藝過程中力值的監(jiān)控元件，來解決許多傳統(tǒng)的工藝難題。
• 航空工業(yè)部門早年就已用多分量力傳感器在風洞中研究各種飛機模型的力學特性。
• 金屬切削機床研究所用多分量傳感器測量車削力，鉆削力、磨削力、和銑削力。
• 農(nóng)機研究所所用多分量傳感器研究農(nóng)具耕作是的受力狀況。
• 工程建筑部門已普遍應(yīng)用一種連續(xù)灌入的雙橋靜力觸探探頭來快速了解土層的結(jié)構(gòu)和性能。轉(zhuǎn)矩傳感器作為裝配線上自動工裝器械的一次元件而有廣闊的市場需求，測力傳感器作為測功儀的關(guān)鍵元件近年來的需求量已日益遞增。從大型公里設(shè)備到微型家用電器，有效公里處的實測可為設(shè)備本身的改進提供數(shù)字依據(jù)。
• 輪船牽引力、錨鏈拉力、樁基錘擊貫入力、樁基長期承載力等工程測試中，需要幾百噸 、甚至幾千噸的大力值傳感器，而生物醫(yī)學工程的基礎(chǔ)研究和臨床測試，則需要測力范圍為幾毫牛的力傳感器。

機械式材料試驗機已日益廣泛被電子化，數(shù)字化的材料試驗機所取代。由于力傳感器制作水平的提高，一種精心制作的力值比對傳感器，綜合誤差已可達0.006%，因此力傳感器已普遍用來做力值比對和力值傳遞的工具。50t、100t、2000t力值比對式標定設(shè)備，已在近年研制成功并已投入生產(chǎn)和使用。

法國、波蘭等許多國家近年來相繼研制成功多分量力值比對傳感器，它不僅可以把需要比對的力值精確地測量出來，還可以把測力計自身因執(zhí)行器件摩擦、間隙、旋轉(zhuǎn)、橫向運動及非軸向加荷等因素產(chǎn)生地“寄生負荷”分別測量出來。不難期望，用這種多分量力值比對傳感器作為標準力值信號源地新一代測力計，將不需要龐大地裝置，對此已引起大家地注目。

在稱重測力傳感器地研究及應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)，國內(nèi)外地學術(shù)活動和商業(yè)活動近年來相當活躍。國際法制計量組織（OIML）、國際計量聯(lián)合會（IMEKO）以及各種科學團體，都定期組織學術(shù)交流會議。國內(nèi)有關(guān)傳感器技術(shù)的學術(shù)活動活躍頻繁，相應(yīng)的檢定規(guī)程和產(chǎn)品標準也日趨完善。

美國把傳感器技術(shù)列為2000年內(nèi)重點開發(fā)的十五項關(guān)鍵技術(shù)之一，日本把傳感器技術(shù)同計算機、激光、半導(dǎo)體、超導(dǎo)同列為溜達核心技術(shù)，我國各部、省、市也都把傳感器技術(shù)的研究和產(chǎn)業(yè)開發(fā)列為七五期間的重點項目。

傳感器技術(shù)式信息社會的關(guān)鍵技術(shù)，傳感器技術(shù)的水平在一定程度上標志一個國家的科學技術(shù)水平。電阻應(yīng)變式傳感器作為傳感技術(shù)中的一個重要分支，作為國民級經(jīng)濟中已具有相當規(guī)模，并已部分進入國際市場的新穎產(chǎn)業(yè)，正受到政府各部門的重視。

在人類設(shè)備已跨入信息時代的今天，我們必須盡快的普及傳感器技術(shù)，尤其式應(yīng)用方面的技術(shù)。傳感器產(chǎn)品的應(yīng)用開發(fā)， 不僅能提高工業(yè)自動化程度，而且還將進一步促進傳感器技術(shù)的提高和傳感器產(chǎn)業(yè)的興旺發(fā)達。