稱重傳感器選用(yòng)相關小知識:
稱重傳感器被喻為電子(zǐ)衡器的心髒,它的性能在很大(dà)程度上決定(dìng)了電子衡器的(de)*度和穩定性。在設計電子衡器(qì)時,經常要遇到如何選用傳感器的問題。
如何選(xuǎn)用(yòng)傳感器
稱重傳感器實際(jì)上是*種將質量信號轉變為可測量的電信號輸出的裝置。用傳感器(qì)茵先要考慮傳感器(qì)*處的實際工(gōng)作環境,這點對正確(què)選用傳感(gǎn)器至關重(chóng)要,它關係到(dào)傳感器能否正(zhèng)常工作以(yǐ)及它的(de)安全和使用壽命,乃至整個衡器的可靠性(xìng)和安全性。
環境給傳(chuán)感器造成的影響主(zhǔ)要有以下幾個方麵:
(1)*溫環境對傳感器造成(chéng)塗覆材料熔化、焊點開(kāi)化、彈性體(tǐ)內應力發生結構(gòu)變化等問題。對於*溫環境下工作的傳感器常采用耐*溫傳(chuán)感器;另外,必須加有隔(gé)熱、水冷或(huò)氣冷等裝置。
(2)粉塵、潮(cháo)濕對傳感器造成短路的影(yǐng)響(xiǎng)。在(zài)此環境條件下應選用密閉性很*的傳感器。不同的傳感器其密封的方式是不同的,其密(mì)閉性(xìng)存在著很大差異。
常見(jiàn)的密封有密封膠充填或塗覆;橡膠墊機械緊固密封;焊接(氬弧焊、等(děng)離子束焊)和抽真空(kōng)充氮密封。
從密封(fēng)效果(guǒ)來看,焊接(jiē)密封為zui佳,充填塗覆密封膠為量差。對於(yú)室內幹淨、幹燥環境下工作的傳感器,可(kě)選擇塗膠密(mì)封的傳感器,而對於*些在(zài)潮濕、粉塵性較*的環境下工作的傳感器,應選擇膜片熱套密封或膜片焊接密封、抽真空充氮(dàn)的傳感(gǎn)器。
(3)在腐蝕性較*的環境(jìng)下,如潮濕、酸性對(duì)傳感器造成彈性體(tǐ)受損(sǔn)或(huò)產生短路等影響,應選擇外表麵進行過噴塑或不鏽鋼外(wài)罩,*能好且密閉性好的傳感器。
(4)電磁場對傳感器輸出紊亂信號的影響。在此(cǐ)情況下(xià),應(yīng)對傳感器的屏蔽性進行嚴格檢查,看其是否具有良好(hǎo)的*電磁能力。
(5)易燃、易爆不*對傳感器造成徹底性(xìng)的損害,而且還給其它設備和人身安全造成很大的威脅。因此,在易燃、易爆環境下工作(zuò)的傳感(gǎn)器對防爆(bào)性能(néng)提出了更*的要求(qiú):在易燃、易爆環境下必須(xū)選用防爆傳感器,這種傳感器的(de)密封外罩不*要考慮其密閉性,還要考慮到防(fáng)爆強度,以及電纜(lǎn)線引出頭的防水、防潮、防爆性等。
其次對(duì)傳感器數量和量程的選擇。
傳感器數量的選擇是根據電子衡器的用途、秤體需要支撐的點數(支撐點數應根據使(shǐ)秤體幾何重心和實際重心(xīn)重合的原則而確定)而定。*般來說(shuō),秤體有幾個支(zhī)撐點就選用幾隻傳感器,但是對於*些特殊的秤(chèng)體如電子(zǐ)吊鉤秤就隻能采用*個傳感器(qì),*些機電結合秤就應根據實際情況來確定選用傳感器的個數。
傳感器量程的選擇(zé)可依據秤的zui大稱量值、選用傳感器的個數、秤體(tǐ)的自重、可(kě)能產生的zui大偏載及動載等因素綜合評(píng)價來確定。*般來說,傳感器的量程越接近分(fèn)配到每個傳感器的載荷,其稱量的*度就越(yuè)*。但在實際使用(yòng)時,由於加在傳感器上的載荷除被稱物(wù)體外,還存在秤體自重、皮重、偏載及振(zhèn)動衝擊等載荷,因此選用傳感器量程時(shí),要(yào)考慮諸多方麵(miàn)的因素,保證(zhèng)傳感器的安全和壽命。
傳感器量程的(de)計算公式是在充分考(kǎo)慮到(dào)影響(xiǎng)秤體的各個因素後,經過大量的實驗而確定(dìng)的。
公式如下(xià):
C=K-0K-1K-2K-3(Wmax+W)/N
C—單(dān)個傳感器的額定量程;W—秤體自重;Wmax—被稱物體(tǐ)淨重的zui大值(zhí);N—秤體*采用支撐點的數量;K-0—保險係數,*般取值在1.2~1.3之間人;K-1—衝(chōng)擊係數;K-2—秤體的重(chóng)心偏移(yí)係數;K-3—風壓(yā)係(xì)數。
例如:*台30t電子汽車衡,zui大稱量是30t,秤體自重為1.9t,采用四隻傳感器,根據當時的實際情況,選取保險係數K-0=1.25,衝擊係數K-1=1.18,重(chóng)心偏移係數K-2—=1.03,風壓係數K-3=1.02,試確定傳感器的噸位。
解:根據傳感器量(liàng)程計算公式:
C=K-0K-1K-2K-3(Wmax+W)/N
可知:
C=1.25×1.18×1.03×1.02×(30+1.9)/4 =12.36t
因此,可選用量程為15t的傳感器(傳感器的噸位*般隻有10T、15T、20t、25t、30t、40t、50t等,除非特殊訂做)。
根據經驗(yàn),*般應使稱重傳感器工作在其30%~70%量程內,但對於*些在使用過程中存在較大衝擊力的衡器,如動態軌道衡(héng)、動態汽車衡、鋼材秤等,在選用傳感(gǎn)器時(shí),*般要擴(kuò)大其量程,使傳感器工作在其量程的20%~30%之內,使傳感器的稱量儲備量增大,以保(bǎo)證傳感器的使用安全和壽命。
再次,要考慮各種類型傳感器(qì)的適用範(fàn)圍。
傳感器型式(shì)的選擇主要取決於稱量的類型和(hé)安裝空間,保證(zhèng)安裝合適,稱量安全可靠;另*方麵,要考慮廠家的建議。廠家*般會根據傳感器的受力情況、性(xìng)能(néng)指標、安裝形式、結構型式、彈性體的材質等特點規(guī)定(dìng)傳(chuán)感器(qì)的適用範圍(wéi),譬如鋁式懸臂梁傳感器(qì)適用於計價秤(chèng)、平台(tái)秤、案秤等;鋼式懸臂梁傳感器適用於料(liào)鬥秤、電子皮帶(dài)秤、分選秤等;鋼質橋式傳感器適用於軌道衡、汽車衡、天車秤等;柱式(shì)傳感器適(shì)用於汽車衡(héng)、動態軌道衡、大噸位料鬥秤等。
zui後,還要對傳感器*度等級進行選擇。
傳感(gǎn)器的*度等級包括傳感器的非線(xiàn)形、蠕變、蠕變恢複(fù)、滯(zhì)後、重複性、靈敏度等技術指標。在選用傳感(gǎn)器的時候,不要單純追求*等(děng)級的傳感器(qì),而既要考慮滿足電子秤的*度要求(qiú),又要考慮其成本。
對傳感器等(děng)級的選擇(zé)必須滿足下列兩(liǎng)個條件:
1.滿足儀表輸入的要求。稱重顯示(shì)儀表是(shì)對傳感器的輸出信號經過放大、A/D轉換等處理之後顯示稱量結果的。因此,傳感器的輸出信號必須大於或等於儀表要求的輸入情號大小,即將傳感器的(de)輸(shū)出靈(líng)敏度代人傳感器和(hé)儀表的匹配公式,計算結果必須大於或等於儀表要求的輸入靈(líng)敏(mǐn)度。
傳感器和(hé)儀表的(de)匹配公式:
傳感器輸出靈敏度*激勵電源電壓*秤的zui大稱量
秤的分(fèn)度數*傳感器的個數*傳感器量程
例如:*稱量為25kg的定量包(bāo)裝秤,zui大分度數(shù)為1000個分度;秤體采用(yòng)3隻L—BE—25型(xíng)傳感器,量程為(wéi)25kg,靈敏度(dù)為2.0±0.008mV/V,拱(gǒng)橋電壓力12V;秤采用AD4325儀表。問采用的傳感(gǎn)器能否與(yǔ)儀表匹配(pèi)。
解:經(jīng)查閱(yuè),AD4325儀表的輸入靈敏度為0.6μV/d,因此根據傳感器和儀表的匹配公式可得儀表的實際輸入信號為:
2×12×25/1000×3×25=8μV/d>0.6μv/d
*以,采用(yòng)的傳感器滿足儀表輸入靈敏度的要求,能夠與*選儀表匹配。
2.滿足整台電子秤*度的要求。*台(tái)電子秤主要是由秤體、稱重傳感器、儀表三部分組成,在對傳感器*度選(xuǎn)擇(zé)的時候(hòu),應使傳感(gǎn)器的*度略*於理(lǐ)論計算值,因為(wéi)理論往往受到客觀條件的限(xiàn)製,如秤體的強度差*點,儀表的性能不是很好、秤的工作環境比較惡劣等因素都直接影響到秤的*度要求,因此要(yào)從各方麵提*要求,又要考慮經濟效益,確保達到目的。