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称重传感器的应用

2017-09-19 10:35:37 admin 15

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称重传感器是一种能够将重力转变为电信号的力--电转换装置,是电子衡器的一个关键部件。
        能够实现力--电转换的传感器有多种,常见的有电阻应变式、电磁力式和电容式等。电磁力式主要用于电子天平,电容式用于部分电子吊秤,而绝大多数衡器产品所用的还是电阻应变式称重传感器。电阻应变式称重传感器结构较简单,准确度高,适用面广,且能够在相对比较差的环境下使用。因此电阻应变式称重传感器在衡器中得到了广泛地运用。
        电阻应变式称重传感器主要是由弹性体、电阻应变片和补偿电路组成。弹性体是称重传感器的受力元件,由优质合金钢或优质铝型材制成。电阻应变片是由金属箔材腐蚀成栅格形制成,四个电阻应变片以电桥的结构方式粘在弹性体上。在没有受力的情况下,电桥的四只电阻的阻值是相等的,电桥处于平衡状态,输出为零。在弹性体受力发生变形时,电阻应变片也跟着一道变形。在弹性体受力弯曲的过程中,有两个应变片受拉,金属丝变长,电阻值增加;另两片受压,电阻值减小。这样就导致原来平衡的电桥失衡,在电桥的两端产生了电压差,这个电压差与弹性体受力的大小成正比,检测这个电压差,就可以得到传感器所受重力的大小,这个电压信号经过仪表检测后然计算后,就可以得到相应的重量值。
        为了适用各种衡器结构的安装需要,称重传感器做成了各种各样的结构形式,传感器的名称往往也按照其外形称呼。如桥式传感器(主要用于汽车衡)、悬臂梁式(地上衡、料斗秤、汽车衡)、柱式(汽车衡、料斗秤)、箱式(台秤)、S型(料斗秤)等。一种衡器承载体往往有多种结构形式的传感器可供选择,如果传感器选择得当,对于衡器性能的提高是很有帮助的。
        电阻应变式称重传感器的规格很多,小到几百克大到几百吨。在选择称重传感器量程的时候,要根据所用衡器的最大秤量来确定,其经验公式为:
        传感器总载荷(单个传感器的最大允许载荷X传感器个数)=1/2~2/3衡器的最大秤量。
        称重传感器准确度等级分为A,B,C,D四个级别。不同级别有不同的误差范围。A级传感器的要求最高。等级后面的数字表示检定分度值,数字越大,传感器质量越好。例如:C2表示C级,2000个检定分度值;C5表示C级,5000个检定分度值。显然C5要高于C2。传感器常用的级别为C3,C5级,这两种级别的传感器可用于制作准确度等级为III级的电子衡器。
        称重传感器的误差主要是由非线性误差、滞后误差、重复性误差、蠕变、零点温度附加误差以及额定输出温度附加误差等引起的。
        近年出现的数字传感器,把A/D转换电路和CPU电路放到了传感器里面,传感器输出的就不再是模拟电压信号,而是经过处理的重量数字信号,这样做带来了以下几个优点:
        1.仪表可以分别采集每个数字传感器的信号,并通过线性方程式运算,对每一个传感器进行单独标定,这就使得一次性完成四角误差修正成为可能。而使用模拟式传感器的衡器中最头疼的问题就是四角误差修正,往往要反复多次地调校才能达到要求,而每一次调校都是要将沉重的砝码搬来搬去,既费时又费力。
        2.由于仪表可以检测到每一个传感器的信号,所以任何一个传感器出现问题都可以从仪表上观察到,方便检修和维护工作。
        3.数字传感器用485接口传送数字信号,传输距离远,且可以免受干扰。克服了模拟信号远传困难和易受到干扰的问题。
        4.数字传感器内部可以通过微处理器对传感器的各项误差进行修正,使得输出的传感器数据更加准确。
称重传感器被喻为电子衡器的神经系统,它的性能在很大程度上决定了电子衡器的准确度和稳定性。在设计电子衡器时,经常要遇到如何选用传感器的问题。

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