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称重传感器是一种能够将重力转变为电信号的装置,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。
称重传感器可应用于多种领域,如:衡器制造、冶金、石油化工、食品生产、机械制造、造纸、钢铁、交通、矿山、水泥、纺织等行业。传统行业中的料罐、料斗称重、反应釜、平台秤、电子秤、皮带秤、地磅、起重机、分选机、包装秤、TMR饲料搅拌机、配比称重等领域。新兴行业一般应用于物联网称重,如:智能垃圾箱称重、无人售货机、仓储货架、无人超市、自动化罐装、智能称重购物车、食堂称重系统、车载称重系统、医疗床称重等领域。
称重传感器的工作原理
负荷传感器是称重传感器、测力传感器的统称,用单项参数评价它的计量特性。
电阻应变式称重传感器主要由弹性元件、电阻应变片、测量电路和传输电缆4部分组成。电阻应变片贴在弹性元件上,弹性元件受力变形时,其上的应变片随之变形,并导致电阻改变。测量电路测出应变片电阻的变化并变换为与外力大小成比例的电信号输出。电信号经处理后以数字形式显示出被测物的质量。电阻应变式称重传感器的称量范围为几十克至数百吨,计量准确度达1/1000~1/10000,结构较简单,可靠性较好。大部分电子衡器都使用这种传感器。电阻应变式称重传感器是基于这样一个原理:弹性体弹性元件,敏感梁在外力作用下产生弹性变形,使粘贴在他表面的电阻应变片转换元件也随同产生变形,电阻应变片变形后,它的阻值将发生变化增大或减小,再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号电压或电流,从而完成了将外力变换为电信号的过程。在测量过程中,重量加载到称重传感器的弹性体上会引起塑性变形。电阻应变式称重传感器的工作过程应变正向和负向通过安装在弹性体上的应变片转换为电子信号。最简单的弯曲梁称重传感器只有一个应变片。通常,弹性体和应变片通过多种方式来结合,类似外壳密封部件等来保护应变片。
称重传感器在选用时要考虑到很多因素,实际的使用当中我们主要从下列几个因素考虑。称重传感器的量程根据你的用途,称重传感器的量程选择可依据秤的最大称量值、选用传感器的个数、秤体自重、可产生的最大偏载及动载因素综合评价来决定。一般来讲,传感器的量程越接近分配到每个传感器的载荷,其称量的准确度就越高。但是在实际的使用当中,由于加在传感器上的载荷除被称物体外,还存在秤体自重、皮重、偏载及振动冲击等载荷,因此选用传感器时,要考虑诸多方面的因素,保证传感器的安全和寿命。其次称重传感器的准确度等级包括传感器的非线性、蠕变、重复性、滞后、灵敏度等技术指标。在选用的时候不应该盲目追求高等级的传感器,应该考虑电子衡的准确度等级和成本。一般情况下,选用传感器的总精度为非线性、不重复性和滞后三项指标的之和的均方根值略高于秤的精度。称重传感器形式的选择主要取决于称重的类型和安装空间,保证安装合适,称重安全可靠;另一方面要考虑厂家的建议。对于传感器制造厂家来讲,它一般规定了传感器的受力情况、性能指标、安装形式、结构形式、弹性体的材质等。
称重传感器基本知识
1、什么是称重传感器?
称重传感器是用来将重量信号或压力信号转换成电量信号的转换装置。
2、称重传感器的测量原理是什么?
称重传感器采用金属电阻应变片组成测量桥路,利用金属电阻丝在张力作用下伸长变细,电阻增加的原理,即金属电阻随所受应变而变化的效应而制成的(应变,就是尺寸的变化)。
3、称重传感器的构造原理?
金属电阻具有阻碍电流流动的性质,即具有电阻(Ω),其阻值依金属的种类而异。同一种金属丝,一般来讲,越是细长,其电阻值就越大。当金属电阻丝受外力作用而伸缩时,其电阻值就会在某一范围内增减。因此,将金属丝(或膜)紧贴在被测物体上,而且这种丝或膜又很细或很薄,粘贴又十分完善,那麽,当被测物体受外力而伸缩时,金属电阻丝(膜)也会按比例伸缩,其阻值也会相应变化。称重传感器就是将金属电阻应变片粘贴在金属称重梁上进行测量重量信号的。
4、称重传感器的外形构造与测重形式?
称重传感器的外形构造随被测对象的不同,其外形构造也会不同。
A、比较常见的称重传感器的外形构造:
圆柱形(杯柱形);S形;长方形等。
B、测重形式:
压缩式;伸张式。
圆柱形(杯柱形)一般均为压缩式测重形式。
S形,长方形均为压缩式,伸张式两用测重形式。
C、内部金属称重梁形式:
一般分为单孔或双孔形式。
D、鹤林公司使用的称重传感器的外形构造与测重形式:
圆柱形——称重仓(压缩式),原料粉煤灰秤(压缩式)。
S形——皮带秤(压缩式),包装机袋重秤(伸张式)。
长方形——汽车衡(压缩式),轨道衡(压缩式),煤粉天平秤(伸张式),固体流量计(压缩式)。
5、称重传感器的电路组成?
称重传感器进行测量时,我们需要知道的是应变片受应变时的电阻变化。通常总是采用应变片组成桥式电路(惠斯登电桥),将应变片引起的电阻变化转换成电压变化来进行测量的。
设:电桥的输入激励电压为Ei, ①
则电桥的输出电压△E0为:
R1 R2
△E0=Ei×[(R1R3-R2R4)/(R1+R2)(R3+R4)]
输入激励电压 ③ 输出电压
令电桥的初始条件为
R1=R2=R3=R4, ④
则△E0=0。
设电阻值R1的应变片受应变作用 R3 R4
后的电阻变化为R+△R,则电桥的输 ②
出电压△E0为:
△E0=Ei[△R/(4R+2△R)]≌(△R/4R)Ei (R>>△R)
由于△R=R×K0×ε,所以
△E0=(Ei×K0×ε)/4
例如,设K0=2,ε=1000×0.000001, Ei=1V
则: △E0=(1×2×1000×0.000001)/4=0.5mV
式中 K0=系数(一般为2)
ε=应变系数(一般为500×0.000001~2000×0.000001;相当于10~40Kgf/mm2。)
Ei=输入的激励电压
为了增加电桥的视在输出,大多都将电桥设计成4枚应变片都受力作用的形式(4个工作片)。
此时 △E0=0.5mV×4=2 mV
6、传感器的输出灵敏度的表示方法?
电桥的输出电压通常用输入激励电压为1V时的输出电压(mV/V)来表示。通常称传感器的输出灵敏度。
7、为什么传感器内部要加补偿电路?
称重传感器在制造过程中,为了改善它的性能,特别是改善温度特性,一般要在应变片电路中附加对零点和灵敏度的温度补偿。即除了应变片外,其中还增加了各种补偿电阻。
零点补偿的目的是尽量减小电桥零点随温度的变化,因此,出应变片本身的温度自补偿外,又加入了电阻温度系数和电桥中应变片的温度系数不同的电阻元件(如铜电阻或镍电阻等),以加强补偿作用。
灵敏度补偿的目的是减小输出电压随温度的变化,即补偿弹性体的弹性系数和应变片的灵敏度系数随温度的变化。因此,对电桥中串接了两个与电桥温度补偿作用相同的电阻。同时电路中的其它电阻用于将电桥的初始平衡,额定输出和输入电阻等参数调整到规定的数值。
8、称重传感器的参数指标(中英文对照)
Model: STC-100Kg (型号规格)
Cap: 100Kg (量程范围)
Date: 2005/01/14 (生产日期)
S/N: X02274 (出厂编号)
FSO: 2.9981 mV/V (灵敏度)
Recommended Excitation: 10V AC/DC (推荐激励电压)
Maximum Excitation: 15V AC/DC (最大激励电压)
Output at Rated Load: 2.9981 mV/V (额定负荷输出)
Non Linearity: <0.020% (非线性)
Hysteresis: <0.020% (滞后)
Creep(30 minutes): 0.029% (30分钟蠕动)
Non Repeatability: <0.01% (非重复性)
Zero Retum(30 minutes): 0.030% (30分钟零点漂移)
Temp. Effect/℃ on Span: <0.0015% (温度变化1℃对量程的影响)
Temp. Effect/℃ on Zero: <0.0026% (温度变化1℃对零点的影响)
Compensated Temp.Range: -10 to 40℃ (温度补偿范围)
Operating Temp.Range: -20 to 60℃ (工作温度范围)
Zero Balance: ±1% (零点平衡)
Input Resistance: 380±5Ω (输入阻抗)
Output Resistance: 350±3Ω (输出阻抗)
Insulation Resistance(50VDC): >5000MΩ (绝缘电阻)
Deflecion at Rated Load: Nil (零) (额定负荷下的倾斜度)
Safe Overload: 150% (允许超载)
Ultimate Overload: 300% (最终超载)
9、称重传感器引线功能的具体判断方法
由于不同生产厂家的传感器引线的颜色不同,所以不能以具体颜色来判断引线功能。
如何正确使用称重传感器
1.称重传感器
周围应尽量设置一些“挡板”,甚至用薄金属板把传感器罩起来。这样可防止杂物玷污传感器及某些可动部分,而这种“沾污”往往会使可动部分运动不爽,而影响称量精度。系统有无运动不爽现象,可以用以下方法判别。即在秤台上加或减大约千分之一额定负荷看看称重显示仪是否有反映,有反映,说明可动部分未受“沾污”。
2.所有通向显示电路或从电路引出的导线,均应采用屏蔽电缆。屏蔽线的联接及接地点应合理。若未通过机械框架接地,则在外接地,但屏蔽线互相联接后未接地,是浮空的。注意:有3只传感器是全并联接法,传感器本身是4线制,但在接线盒内换成6线制接法。传感器输出信号读出电路不应和能产生强烈干扰的设可控硅,接触器等)及有可观热量产生的设备放在同一箱体中,若不能保证这一点,则应考虑在它们之间设置障板隔离之,并在箱体内安置风扇。用以测量传感器输出信号的电子线路,应尽可能配置独立的供电变压器,而不要和接触器等设备共用同一主电源。
3.传感器应采用铰合铜线(截面积约50mm2)形成电气旁路,以保护它们免受电焊电流或雷击造成的危害。传感器使用中,必须避免强烈的热辐射,尤其是单侧的强烈热辐射。
4.电气连接方面备(如传感器的信号电缆,不和强电电源线或控制线并行布置(例如不要把传感器信号线和强电电源线及控制线置于同一管道内)。若它们必须并行放置,那么,它们之间的距离应保持在50CM以上,并把信号线用金属管套起来。
5.尽量采用有自动定位(复位)作用的结构配件,如球形轴承、关节轴承、定位紧固器等。他们可以防止某些横向力作用在传感器上。要说明的是:有些横向力并不是机械安装引起的,如热膨胀引起的横向力,风力引起的横向力,及某些容器类衡器上的搅拌器的振动引起的横向力即不是机械安装引起的。某些衡器上有些必须接到秤体上的附件(如容器秤的输料管道等),我们应让他们在传感器加载主轴的方向上尽量柔软一些,以防止他们“吃掉”传感器的真实负荷合而引起误差。
6.要轻拿轻放尤其是由合金铝制作弹性体的小容量传感器,任何冲击、跌落,对其计量性能均可能造成极大损害。对于大容量的称重传感器,一般来说,它具有较大的自重,故而要求在搬运、安装时,尽可能使用适当的起吊设备(如手拉葫芦、电动葫芦等)。安装传感器的底座安装面应平整、清洁,无任何油膜,胶膜等存在。安装底座本身应有足够的强度和刚性,一般要求高于传感器本身的强度和刚度。
7.称重传感器虽然有一定的过载能力,但在称重系统安装过程中,仍应防止传感器的超载。要注意的是,即使是短时间的超载,也可能会造成传感器永久损坏。在安装过程中,若确有必要,可先用一个和传感器等高度的垫块代替传感器,到最后,再把传感器换上。在正常工作时,传感器一般均应设置过载保护的机械结构件。若用螺杆固定传感器,要求有一定的紧固力矩,而且螺杆应有一定的旋入螺纹深度。一般而言,固定螺杆因采用高强度螺杆。
8.不管在何种情况下,电源线和控制线均应绞合起来,合程度50转/米,若传感器信号线需要延长,则应采用特制的密封电缆接线盒。若不用此种接线盒,而采用电缆与电缆直接对接(锡焊端头),则应对密封防潮特别予以注意,接好后应检验绝缘电阻,且需达到标准(2000~5000M),必要时,应重新标定传感器。若信号电缆线很长,又要保证很高的测量精度,应考虑采用带有中继放大器的电缆补偿电路。
9.水平调整:水平调整有两个方面的内容。一是单只传感器安装底座的安装平面要用水平仪调整水平,另一方面是指多个传感器的安装底座的安装面要尽量调整到一个水平面上(用水准仪),尤其是传感器数多于三个的称重系统中,更应注意这一点,这样做的主要目的是为了使各传感器所承受的负荷基本一致。每种称重传感器的加载方向都是确定的,而我们使用时,一定要在此方向上加载负荷。横向力、附加的弯矩、扭矩力应尽量避免。
大家严格按照以上的去操作使用的话,称重传感器使用起来就会得出的测量结果就会更精确,更方便,而且称重传感器也不会轻易的损坏,寿命以及维护都可以做到更好!
1040-5kg称重传感器
1040-5kg称重传感器最多称比它量程大1.5倍的东西也就(兰瑟电子)是最多可以称7.5KG的东西,但是不建议长期称这么重的东西,使用时间会减少的。
称重传感器,求高手解答。急急急。全分送上。
这种现象应该是线性有问题,如果仪表带有线性修正功能就简单了。
可以通过线性校验方式校验既可。简单来说,目前仪表采用的是同一个间隔值,在数值较大时,可能是正确的,但是在较小数值时会出现偏差;而线性可以根据需要分段校验,比如每10吨一个间隔,这样仪表每个区间都会采用不同的间隔值,就会大大降低误差。
如果仪表不具有线性校验功能,对于你这种情况,可以降低校验砝码的重量,一般采用满量程的60%重新校验。另外检查一下是否有偏载情况,根据需要进行平衡调节,一般来说,四个传感器的平衡度是比较难以调节的。
如果需要可以联系默科仕技术支持沟通。
什么是称重传感器
称重传感器就是测量重量的一一种传感器,把重量转化为电压信号可方便测量的信号。