稱重機是能夠將作用力轉變?yōu)殡娮有盘柕牧﹄娹D換設備,是稱重機的核心部件。
能完成力-電變的傳感器多種多樣,普遍有電阻應變力式、磁場力式和電容傳感器等。磁場力式的重要性是電子分析天平,電容器傳感器是電子秤的一部分,大部分重量機商品常用的是電阻應變力式重量機。電阻應變力式稱重機構造簡易,精密度高,可用范圍廣,可在相對性差的自然環(huán)境下應用。因此,電阻應變力式稱重機在稱重機中得到了。
電阻應變式稱重機主要由聚氨酯彈性體、電阻應變片和賠償電源電路組成。聚氨酯彈性體是稱重機的受力部件,由高品質碳鋼和高品質鋁合金型材制成。電阻應變片是由金屬材料箔材浸蝕成格柵數(shù)據(jù)型制成的,四個電阻應變片是用電橋結構方法粘在聚氨酯彈性體上的。在無力的情況下,橋電路的4個電阻值相同,橋電路處于平衡狀態(tài),輸出為零。聚氨酯彈性體受力發(fā)生變形時,電阻應變片也隨變形。聚氨酯彈性體受力彎曲的全過程中,兩個電阻應變片被拉伸,鐵絲被拉伸,電阻值上升,另外兩個受力,電阻值減少。這樣, 本來平衡的橋電路失調,橋電路兩側發(fā)生了工作電壓差,該工作電壓差與聚氨酯彈性體受力的大小有關,檢查該工作電壓差,可以得到傳感器受力的大小,該工作電壓數(shù)據(jù)信號通過儀表盤檢查計算后
為了更好地利用各種稱重機構的設置,稱重機構成為各種結構形式,傳感器的名稱通常也根據(jù)其外觀設計稱呼。例如,堆積鏈傳感器(重要的是電子汽車平衡)、懸臂梁式(地平衡、倉庫秤、電子汽車平衡)、柱式(電子汽車平衡、倉庫秤)、轎廂式(秤)、s型(倉庫秤)等。一種稱重機媒體通??梢粤谐龆喾N結構形式的傳感器。如果傳感器選擇得當,有助于提高稱重機特性。
電阻應變力式稱重機的規(guī)格型號很多 ,從幾百克到幾百噸。在選擇稱重機的測量范圍時,必須根據(jù)常用的稱重機的大小 稱來明確。其經(jīng)驗公式法則如下
傳感器總負荷(單獨傳感器的大 允許負荷x傳感器的數(shù)量)=1/2~2/3稱重機的大 稱重。
稱重機的精度水平分為a、b、c、d4個水平。不同等級有不同的誤差范圍。a級傳感器的規(guī)定最大。等級后面的數(shù)字表示計量檢定值,數(shù)據(jù)越大,傳感器的質量越好。例如,C2表示c級,2000個計量檢定值C5表示c級,5000個計量檢定值。很明顯C5比C2高。傳感器常見的等級為C3、C5級,這兩個等級的傳感器可以制作精度等級為III級的稱重機。
稱重機誤差主要是由離散系統(tǒng)誤差、落后誤差、可重復性誤差、應力松弛、零點溫度額外誤差及其額定輸出溫度額外誤差等引起的。
近年來出現(xiàn)的數(shù)字傳感器,將A/D轉換電源電路和CPU電源電路放入傳感器中,傳感器輸出的不是模擬工作電壓數(shù)據(jù)信號,而是通過解決的凈重模擬信號,產(chǎn)生了以下優(yōu)點
1.儀表盤可以分別收集各數(shù)字傳感器的數(shù)據(jù)信號,根據(jù)線性方程計算,獨立校準各傳感器,一次調整四角誤差的可能性很高。使用數(shù)字模擬傳感器的稱重機中最頭痛的問題是四角誤差調整,通常需要多次校準才能規(guī)定,每次校準都要移動厚重的標準重量,既費時又費力。
2.因為儀表盤可以檢測到所有傳感器的數(shù)據(jù)信號,所以 所有傳感器的問題都可以從儀表盤上看到,便于維護。
3.數(shù)字傳感器通過485接口傳輸模擬信號,傳輸遠距離,不受影響。擺脫了脈沖信號傳輸困難和易受影響的難題。
4.數(shù)字傳感器內部可以根據(jù)微控制器調整傳感器的各種誤差,使輸出的傳感器數(shù)據(jù)信息更加正確。
稱重機被稱為稱重機的中樞神經(jīng)系統(tǒng),其特性在很大程度上決定了稱重機的精度和可靠性。在設計方案稱重機時,經(jīng)常會遇到如何使用傳感器的問題。稱重機實際上是將質量數(shù)據(jù)信號轉化為可精確測量的電子信號輸出的設備。使用傳感器首先要考慮傳感器所在的具體辦公環(huán)境。這一點對適當采用傳感器尤為重要,與傳感器能否正常工作及其他安全性和使用期限有關,甚至所有重量機的可靠性和安全系數(shù)有關。
自然環(huán)境對傳感器造成的危害有以下幾個層面
(1)高溫自然環(huán)境對傳感器產(chǎn)生涂裝材料熔融、點焊開化、聚氨酯彈性體熱應力發(fā)生結構變化等問題。在高溫自然環(huán)境下工作的傳感器經(jīng)常選擇耐熱傳感器,還必須加入隔熱保溫、水冷散熱、空冷等設備。
(2)煙塵、濕冷對傳感器短路故障的危害。在這里的自然環(huán)境標準下應采用密封性高的傳感器。不同傳感器的密封性方法不同,密封性有很大差異。
一般的密封性有密封劑的填充和涂裝橡膠板的機械設備緊固密封性的電焊(弧焊機、等電子束焊)和真空包裝的氮填充密封性。
從密封性的實際效果來看,電焊封性最好,填充密封劑量差。對于房間內清潔、干燥的自然環(huán)境下工作中的傳感器,可以選擇粘合密封性的傳感器,對于濕冷、煙塵性高的自然環(huán)境下工作中的傳感器,必須選擇脈沖減震器熱裝密封性或脈沖減震器電焊密封性、真空包裝充氮的傳感器。
(3)在腐蝕高的自然環(huán)境下,如濕冷、酸堿性對傳感器造成聚氨酯彈性體損傷、短路故障等危害,應選擇外表層進行靜電噴霧或不銹鋼板罩,耐腐蝕特性好、密封性好的傳感器。
(4)磁場對傳感器輸出混亂數(shù)據(jù)信號的危害。在這種情況下,嚴格檢查解決傳感器的屏蔽性,看它是否具有優(yōu)異的抗電磁能力。
(5)易燃性、易燃性、易爆性不僅對傳感器造成先進危害,而且還給其他機械設備和生命安全帶來了非常大的威協(xié)。因此,在易燃、易燃、易爆的自然環(huán)境下工作的傳感器明確規(guī)定了防爆型的特性:在易燃、易燃、易爆的自然環(huán)境下必須采用防爆型傳感器。這種傳感器的密封蓋不僅要考慮密封性,還要充分考慮防爆型的抗壓強度和電纜引出頭的防潮、防水、防爆型等。
其次,傳感器總數(shù)和測量范圍的選擇:
傳感器總數(shù)的選擇取決于稱重機的主要用途、秤體必須支撐點的等級(支點數(shù)必須根據(jù)重疊秤體幾何圖形的重心點和具體的重心點的基準)。一般來說,秤的一些支點采用一些傳感器,但是電子鉤秤等獨特的秤只選擇一個傳感器,一些機電工程融合秤應根據(jù)具體情況明確采用傳感器的數(shù)量。
傳感器測量范圍的選擇可以根據(jù)秤的大小 稱數(shù)值、傳感器的數(shù)量、秤本身的重量、可能引起的大 輪重和負荷等因素進行評價。一般來說,傳感器的測量范圍越接近各傳感器的負荷,其稱重精度越高。但是,在具體應用中,除了被稱為物體之外,還有秤本身的重量、皮重、輪重和振動沖擊。因此,在使用傳感器測量范圍時,應考慮許多因素,以確保傳感器的安全性和使用壽命。
傳感器測量范圍的計算方法在考慮到危害秤體的各個要素后,經(jīng)過很多試驗明確了。
公式計算如下:C=K-0K-1K-2K-3(Wmax+W)/N。
C-單獨傳感器的額定量程W-秤本身的重量Wmax-被稱為物體凈重的最高值N-秤選擇的支點總數(shù)K-0-商業(yè)保險指數(shù),一般為1.2~1.3中介人的K-1-沖擊指數(shù)K-2-秤重心點偏移指數(shù)K-3-氣壓指數(shù)。
例如,30t電子地磅,大 稱重為30t,秤本身的重量為1.9t,選擇4個傳感器,根據(jù)當時的具體情況,選擇商業(yè)保險指數(shù)K-0=1.25,沖擊指數(shù)K-1=1.18,重心點偏差指數(shù)K-2-=1.03,氣壓指數(shù)K-3=1.02
解:根據(jù)傳感器測量范圍計算方法:
c=K-0K-1K-2K-3(Wmax+W)/N。
c=1.25×1.18×1.03×1.02×(30+1.9)/4=12.36t。
因此,測量范圍為15t的傳感器(傳感器的裝載量一般只有10T、15T、20t、25t、30t、40t、50t等,除非是獨特的定制)。
根據(jù)工作經(jīng)驗,重量機的工作一般在其30%~70%的測量范圍內,但在應用全過程中具有較大沖擊力的重量機,如動態(tài)軌道平衡、動態(tài)電子汽車平衡、不銹鋼板秤等,在采用傳感器時,一般擴大其測量范圍,使傳感器的工作在其測量范圍的20%~30%以內
再次,必須考慮多種傳感器的應用領域。
傳感器形式的選擇關鍵在于重量的種類和室內空間的設置,確保適當?shù)脑O置,重量可靠,另一方面,必須考慮制造商的建議。制造商一般根據(jù)傳感器的耐力狀況、性能參數(shù)、安裝方式、結構形式、聚氨酯彈性體材料等特性要求傳感器的應用領域,如鋁式懸臂梁傳感器適用于收費秤、平臺秤、事件秤等鋼式懸臂梁傳感器適用于材料秤、電子帶秤、篩選秤等鋼制積放鏈傳感器適用于軌道衡、電子汽車衡、行車秤等立柱式傳感器適用于電子汽車衡、動態(tài)軌道衡、大載貨量秤等。
最終,必須選擇傳感器的精度水平。
傳感器的精度級別包括傳感器的非線型、應力松弛、應力松弛修復、落后、可重復性、敏感性等性能指標。采用傳感器時,不僅要考慮電子稱呼的精度規(guī)定,還要考慮其成本。
傳感器水平的選擇必須考慮以下兩個標準
1.考慮儀表盤輸入的規(guī)定。稱重顯示器在對稱重機的輸出數(shù)據(jù)信號變大、A/D轉換等解決后顯示信息稱重結果。因此,稱重機的輸出數(shù)據(jù)信號必須大于儀表盤規(guī)定的輸入情況尺寸,將稱重機的輸出敏感度帶入傳感器和儀表盤的匹配公式,計算結果必須大于儀表盤規(guī)定的輸入敏感度。
稱重機和儀表盤的匹配公式:
重量計輸出敏感度*鼓勵電源電壓*秤的大小 重量計的近視度數(shù)*傳感器的數(shù)量*傳感器的測量范圍。
例如,重量為25kg的定量包裝機,大 近視度數(shù)為1000個測定范圍的秤選擇3個L-BE-25型傳感器,測定范圍為25kg,敏感度為2.0±0.008mV/V,石拱橋電工作壓力為12V的秤選擇AD4325儀表盤。詢問所選傳感器是否與儀表盤組合。
解:AD4325儀表盤的輸入敏感度為0.6μV/d,因此根據(jù)稱重機和儀表盤的匹配公式,儀表盤的具體輸入數(shù)據(jù)信號為2×12×25/1000×3×25=8μV/d>0.6μV/d。
因此 選擇的稱重機可以考慮儀表盤輸入敏感度的規(guī)定,與選擇儀表盤組合。
2.考慮電子稱呼精度的規(guī)定。一臺電子表示,主要由秤、傳感器、儀表盤三一部分構成,在選擇對稱重機的精度時,稱重機的精度略高于基礎理論的計算值,基礎理論通常受到客觀原因的限制,如秤的抗壓強度稍差,儀表盤的特性非常好,秤的辦公環(huán)境極端等因素