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称重传感器的选用原则

作者:admin 发布日期:2019/4/10 关注次数: 二维码分享

在电子衡器中,选用何种称重传感器,要全面衡量。称重传感器是一种力传感器,通过把被测量质量转换成另一种被测量来测量质量的传感器。称重传感器是电子秤的重要部件,它把被称物体的重量转换成电信号,经过处理后指示出来。因此它的优劣在很大程度上决定了电子秤的精确度。本文以常用电阻应变式称重传感器的电子衡器为例,讨论称重传感器性能的选择原则。




一、结构、形式的选择

选用何种结构形式的称重传感器,主要根据电子衡器类型、称量范围、称重准确度、使用状态、安装空间等,并兼顾现场环境条件及性能价格比,来选择传感器的结构型式。如要制作低外形衡器,一般应选用悬臂梁式和轮辐式传感器,若对外形高度要求不严,则可采用柱式传感器。还应选择抗偏载和抗侧向力性能好的传感器。剪切式传感器抗偏载和抗侧向力性能较好,可达500∶1。此外,衡器使用的环境若很潮湿,有很多粉尘,则应选择密封形式较好的;若在高架称重系统中,则应考虑安全及过载保护;若在高温环境下使用,则应选用有水冷却护套的称重传感器;若在高寒地区使用,则应考虑采用有加温装置的传感器。

二、称重传感器组合方式和数量

(一)组合方式

采用多只称重传感器的电子衡器,其传感器之间以及与称重显示器的连接组合方式很重要,通常有串联、并联、串并联混合工作方式三种。采用国际上通用的并联方式合理,调整方便,维护简单,成本低,只须一个供桥电源,还可采用比率测量等调整补偿措施,但称重传感器的输出灵敏度、输出阻抗的一致性要好,称重显示器应有较高的灵敏度和分辨率。

(二)数量

传感器的数量选择往往是根据秤的支撑点而确定的,一般说来是多个传感器联用的。当然也有特殊的,应根据实际情况来定传感器的个数。例如电子吊钩秤,就只用一个传感器,一些面积较小的承载器也只用一个传感器。

三、称重传感器的大分度数

当秤上只使用单个传感器时,其大分度数n m a x不应小于秤的检定分度数n:

n m a x≥n…………1)

对于多分度值秤,(1)式也适用于局部秤量范围。也就是多分度值秤的称重传感器的大分度数不小于任一局部秤量范围的分度数:

n m a x≥n1…………(2)

式中ni也可由Maxi/ei得到:

n m a x≥Maxi/ ei…………(3)

式中:Maxi―任一局部秤量范围的大秤量;

Ei―任一局部秤量范围的检定分度值。

四、称重传感器的大秤量(量程)

主要根据电子衡器的大秤量Max、秤体自重Wo、大超载、偏载、动载以及传感器的灵敏度S、使用只数N等计算,并从产品系列中选择相近的传感器大秤量(量程)C。

通常,C≥传感器灵敏度So・激励电压U1・实际载荷P・系数K/(传感器额定载荷输出信号Uo・传感器数量N)…………(4)

根据上式选择时,实际已考虑了传感器的超载能力,安全超载系数K取大于1即可。

也可表示为:C≥(Max+Wo)・K/N⋯⋯⋯⋯⋯(5)

根据此式选择时,使用条件确定的安全超载系数K,根据经验确定。

不同类型的电子衡器,其称重传感器大量程的选择原则差异较大。一般认为,称重传感器工作在大秤量时准确度高,但根据经验,通常称重传感器工作在30~70�或1/2~2/3大秤量,即工作在测量(应用)范围内。

五、准确度

称重传感器的准确度等级的选择,要能够满足称重系统准确度级别的要求,只要能满足这项要求即可。即若2500分度的传感器能满足要求,切勿选用3000分度的。若在一称重系统中使用了几只相同形式,相同额定容量的传感器并联工作时,其综合误差为Δ,则有:

Δ=Δ1/n1/2…………(6)

其中:Δ1:单个传感器的综合误差;n:传感器的个数。另外,电子称重系统一般由三大部分组成,他们是称重传感器,称重显示器和机械结构件。当系统的允差为1时,作为非自动衡器主要构成部分之一的称重传感器的综合误差(Δ)一般只能达到0.7的比例成分。根据这一点和式(6),自不难对所需的传感器准确度作出选择。

六、动态特性

称重传感器对阶跃响应的上升时间应为ms量级,对动态力快速加载后其回零性能要好。稳定时间可由制造厂推荐。电阻应变式称重传感器的动态特性一般可满足非自动和自动衡器的动态特性要求。

七、绝缘电阻

对于称重传感器输入、输出线对地或外壳的绝缘电阻,很多产品标明大于2000MΩ。根据经验,实际选择时不得小于200MΩ。

八、供桥激励电源

称重传感器的供桥激励电源是确保电子衡器准确度的关键部件之一,应予充分重视。称重传感器产品一般推荐供桥电源电压,往往要求供桥电源的综合误差高于传感器准确度数倍,以减小误差,并要求供桥电源有足够余量的供桥电流。

九、结论

本文简述了称重传感器性能的选择原则,当然在实际选择中还应考虑适用性、可信性、经济性、安全性等因素,并从产品系列中选取。

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