数字称重传感器是一种将被测量通过光量的变化再转换成电量的传感器，它的物理基础是光电效应。数字称重传感器一般由光源、光学元件和光电元件三部分组成，光源发射出一定光通量的光线，托利多称重传感器由光电元件接收，称重传感器在检测时，被测量使光源发射出的光通量变化，因而使接收光通量的光电元件的输出电量也作相应的变化，最后用电量来表示被测量的大小。其输出的电量可以是模拟量，也可以是数字量。
光电器件的作用原理是基于一些物质的光电效应。数字称重传感器光电效应通常分为外光电效应和内光电效应两大类。
光线照射在某些物体上，称重传感器使物体内的电子逸出物体表面的现象称为外光电效应，也称为光电发射，逸出的电子称为光电子。基于外光电效应的光电器件有光电管和光电倍增管。
由物理学光的粒子性知道，一束光是一束以光速运动的粒子流，托利多称重传感器这些粒子称为光子。每个光子具有一定的能量。所以，称重传感器不同频率光子具有不同的能量。数字称重传感器光的波长越短，也就是频率越高，光子的能量也越大;反之，光的波长越长，其光子的能量也就越小。光照射物体，托利多称重传感器可以看成一连串具有一定能量的光子轰击这些物体，物体中的电子吸收人射光子能量后，光子能量的一部分用于电子逸出物体表面的逸出功，另一部分变成逸出电子的动能，称重传感器根据能量守恒定律，称为爱因斯坦(Einstein)光电效应方程，它描述了外光电效应的基本规律。光电子能否产生，取决于人射光子能量是否大于该物体的逸出功。不同的物质具有不同逸出功，这意味着每一种物质都具有一个相对应的光频阈值，称为红限频率，当人射光线频率低于红限频率时，光子的能量不足以使物体内的电子逸出，因而小于红限频率的人射光，光强再大也不会产生光电子发射;反之，反射光频率高于红限频率时，即使光线微弱，称重传感器也会有光电子发射出来。与红限频率对应的波长为该波长称为红限波长。
当人射光的频谱成分不变时，数字称重传感器产生的光电流与光强成正比。即光强愈强，意味着人射光子的数目越多，逸出的光电子数也就越多。光电子逸出物体表面具有初始动能，因此外光电器件(如光电管)即使没有加阳极电压，数字称重传感器也会有光电流产生。称重传感器为了使光电流为零，必须加负的截止电压，而截止电压与人射光的频率成正比。
