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称重传感器安装注意事项你了解多少《资讯》

发布时间:2020-08-17 12:12:28 阅读: 来源:疏水阀厂家

2018-01-02 10:10:02来源:贤集网 阿莲

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,称重传感器采用金属电阻应变计组成测量桥路,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)。下面贤集网小编为大家介绍一下称重传感器的相关知识,包括:称重传感器的安装注意事项、缺点、构成、原理、分类、误差分析、选型四要素。

称重传感器的安装注意事项

1、称重传感器要轻拿轻放,尤其对于用合金铝材料作为弹性体的小容量传感器,任何振动造成的冲击或者跌落,都很有可能造成很大的输出误差;

2、设计加载装置及安装时应保证加载力的作用称重传感器受力轴线重合,使倾斜负荷和偏心负荷的影响减至最小;

3、在水平调整方面。如果使用的是称重传感器的话,其底座的安装平面要使用水平仪调整直到水平;如果是多个传感器同时测量的情况,那么它们底座的安装面要尽量保持在一个水平面上,这样做的目的主要是为了保证每个传感器所承受的力量基本一致;

4、按照其说明中称重传感器的量程选定来确定所用传感器的额定载荷;

5、为防止化学腐蚀.安装时宜用凡士林涂称重传感器外表面。应避免阳光直晒和环境温度剧变的场台使用;

6、在称重传感器加载装置两端加接铜编织线做的旁路器;

7、电缆线不宜自行加长,在确实需加长时应在接头处锡焊,并加防潮密封胶;

8、在称重传感器周围最好采用一些挡板把传感器罩起来,这样做的目的可防止杂物掉进传感器的运动部分,影响其测量精度;

9、传感器的电缆线应远离强动力电源线或有脉冲波的场所,无法避竞时应把称重传感器的电缆线单独穿入铁管内,并尽量缩短连接距离;

10、按其说明中的称重传感器量程选定来确定所用传感器的额定载荷,称重传感器虽然本身具备一定的过载能力,但在安装和使用过程中应尽量避免此种情况,有时短时间的超载,也可能会造成传感器永久损坏;

11、在高度精度使用场合,应使/称重传感器和仪表在预热30分钟后使用。

称重传感器的缺点

一、输出阻抗高,负载能力差

电容式称重传感器的容量受其电极的几何尺寸等限制不易做得很大,一般为几十到几百微法,甚至只有几个微法,因此,电容式称重传感器的输出阻抗高,因而负载能力差,易受外界干扰影响产生不稳定现象,严重时甚至无法工作,必须采取妥善的屏蔽措施,从而给设计和使用带来不便,容抗大还要求传感器绝缘部分的电阻值极高,否则绝缘部分将作为旁路电阻而影响仪器的性能,为此还要特别注意周围的环境如温度、清洁度等。若采用高频供电,可降低电容式称重传感器的输出抗阻,但高频放大、传感器远比低频的复杂,且寄生电容影响大,不易保证工作的稳定性。

二、输出特性非线性

电容式称重传感器的输出特性是非线性的,虽采用差分型来改善,但不可能完全消除,其他类型的电容传感器只有忽略了电场的边缘效应时,输出特性才呈线性,否则边缘效应所产生的附加电容量将于传感器电容器直接叠加,使输出特性非线性。

三、寄生电容影响大

电容式称重传感器的初始电容量小,而连接传感器和电子线路的引线电容、电子线路的杂散电容以及传感器内板极与周围导体构成的电容等所谓寄生电容缺较大,不仅降低了传感器的灵敏度,而且这些电容常常是随机变化的,将使仪器工作很不稳定,影响测量精度,因此对电缆的选择、安装、接法都有严格的要求。例如,采用屏蔽性好、自身分布电容小的高频电线作为引线,引线粗而短,要保证仪器的杂散电容小而稳定等等,否则不能保证高的测量精度。

称重传感器的构成

1、敏感元件

直接感受被测量(质量)并输出与被测量有确定关系的其他量的元件,如电阻应变式称重传感器的弹性体,是将被测物体的质量转变为形变;电容式称重传感器的弹性体将被测的质量转变为位移。

2、变换元件

又称传感元件,是将敏感元件的输出转变为便于测量的信号,如电阻应变式称重传感器的电阻应变计(或称电阻应变片),将弹性体的形变转换为电阻量的变化;电容式称重传感器的电容器,将弹性体的位移转变为电容量的变化,有时某些元件兼有敏感元件和变换元件两者的职能,如电压式称重传感器的压电材料,在外载荷的作用下,在发生变形的同时输出电量。

3、测量元件

将变换元件的输出变换为电信号,为进一步传输、处理、显示、记录或控制提供方便,如电阻应变式称重传感器中的电桥电路,压电式称重传感器的电荷前置放大器。

4、辅助电源

为传感器的电信号输出提供能量。一般称重传感器均需外链电源才能工作,因此,作为一个产品必须标明供电的要求,但不作为称重传感器的组成部分,有些传感器,如磁电式速度传感器,由于他输出的能量较大,故不需要辅助电源也能正常工作,所以并非所有传感器都要有辅助电源。

称重传感器的原理

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,使粘贴在它表面的电阻应变片(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。

称重传感器的分类

一、光电式

包括光栅式和码盘式两种。

1、光栅式传感器利用光栅形成的莫尔条纹把角位移转换成光电信号,光栅有两块,一为固定光栅,另一为装在表盘轴上的移动光栅,加在承重台上的被测物通过传力杠杆系统使表盘轴旋转,带动移动光栅转动,使莫尔条纹也随之移动,利用光电管、转换电路和显示仪表,即可计算出移过的莫尔条纹数量,测出光栅转动角的大小,从而确定和读出被测物质量;

2、码盘式传感器的码盘(符号板)是一块装在表盘轴上的透明玻璃,上面带有按一定编码方法编定的黑白相间的代码,加在承重台上的被测物通过传力杠杆使表盘轴旋转时,码盘也随之转过一定角度,光电池将透过码盘接受光信号并转换成电信号,然后由电路进行数字处理,最后在显示器上显示出代表被测质量的数字,光电式传感器曾主要用在机电结合秤上。

二、液压式

在受被测物重力P作用时,液压油的压力增大,增大的程度与P成正比,测出压力的增大值,即可确定被测物的质量,液压式传感器结构简单而牢固,测量范围大,但准确度一般不超过1/100。

三、电容式

它利用电容器振荡电路的振荡频率f与极板间距d 的正比例关系工作,极板有两块,一块固定不动,另一块可移动,在承重台加载被测物时,板簧挠曲,两极板之间的距离发生变化,电路的振荡频率也随之变化,测出频率的变化即可求出承重台上被测物的质量。电容式传感器耗电量少,造价低,准确度为1/200~1/500。

四、电磁力式

它利用承重台上的负荷与电磁力相平衡的原理工作,当承重台上放有被测物时,杠杆的一端向上倾斜;光电件检测出倾斜度信号,经放大后流入线圈,产生电磁力,使杠杆恢复至平衡状态,对产生电磁平衡力的电流进行数字转换,即可确定被测物质量,电磁力式传感器准确度高,可达1/2000~1/60000,但称量范围仅在几十毫克至10千克之间。

五、磁极变形式

铁磁元件在被测物重力作用下发生机械变形时,内部产生应力并引起导磁率变化,使绕在铁磁元件(磁极)两侧的次级线圈的感应电压也随之变化,测量出电压的变化量即可求出加到磁极上的力,进而确定被测物的质量,磁极变形式传感器的准确度不高,一般为1/100,适用于大吨位称量工作,称量范围为几十至几万千克。

六、振动式

振弦式传感器的弹性元件是弦丝,当承重台上加有被测物时,V形弦丝的交点被拉向下,且左弦的拉力增大,右弦的拉力减小,两根弦的固有频率发生不同的变化,求出两根弦的频率之差,即可求出被测物的质量,振弦式传感器的准确度较高,可达1/1000~1/10000,称量范围为100克至几百千克,但结构复杂,加工难度大,造价高。

七、陀螺仪式

转子装在内框架中,以角速度ω绕X轴稳定旋转,内框架经轴承与外框架联接,并可绕水平轴 Y 倾斜转动,外框架经万向联轴节与机座联接,并可绕垂直轴Z 旋转。转子轴 (X轴)在未受外力作用时保持水平状态,转子轴的一端在受到外力(P/2)作用时,产生倾斜而绕垂直轴Z 转动(进动),进动角速度ω与外力P/2成正比,通过检测频率的方法测出ω,即可求出外力大小,进而求出产生此外力的被测物的质量。

八、电阻应变式

利用电阻应变片变形时其电阻也随之改变的原理工作,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。

九、板环式

板环式称重传感器的结构具有明确的应力流线分布、输出灵敏度高、弹性体为一整体、结构简单、受力状态稳定、易于加工等优点,目前在传感器生产中还占着较大的比例,而对这种结构传感器的设计公式目前还不很完善,因这种弹性体的应变计算比较复杂,通常在设计时把它看作为圆环式弹性体进行估算,特别是对1t及以下量程的板环式传感器设计计算误差更大,同时往往还会出现较大的非线性误差。

称重传感器的误差分析

1、称重传感器运用差错是操作人员发生的,这也意味着发生的缘由许多,例如,温度不同时发生的差错,包罗探针放置过错或探针与测量地址之间不正确的绝缘,别的一些应用差错包罗空气或其他气体的净化过程中发生的过错,运用差错也触及变送器的过错放置,因而正或负的压力将对正确的读数形成影响;

2、特性差错为设备自身固有的,它是设备的、公认的搬运功用特性和实在特性之间的差,这种差错包罗DC漂移值、斜面的不正确或斜面的非线形;

3、动态差错许多传感器的特性和校准都是适用静态条件下的,这意味着运用的输入参数是静态或类似于静态的,许多传感器具有较强阻尼,因而它们不会对输入参数的改动进行疾速呼应,如,热敏电阻需求数秒才干呼应温度的阶跃改动;

4、热敏电阻不会当即跳跃至新的阻抗,或发生骤变,相反,它是慢慢地改动为新的值,然后,若是具有推迟特性的称重传感器对温度的疾速改动进行呼应,输出的波形将失真,由于其间包含了动态差错。发生动态差错的要素有呼应工夫、振幅失真和相位失真;

5、插入差错是当体系中刺进一个传感器时,由于改动了测量参数而发生的差错,普通是在进行电子丈量时会呈现这样的问题,但是在其他方法的测量中也会呈现类似问题,例如一个伏特计在回路中测量电压,它肯定会有一个固有阻抗,比回路阻抗要大许多,或许呈现回路负荷,这时,读数就会有很大的差错,这种类型的差错发生的缘由是运用了一个对体系(如,压力体系)而言过于大的变送器;或许是体系的动态特性过于缓慢,或许是体系中自加热加载了过多的热能;

6、环境差错来源于传感器运用的环境,称重传感器要素包罗温度,或是摇摆、轰动、海拔、化学物质蒸发或其他要素,这些常常影响传感器的特性,所以在实践运用中,这些要素总是被分类会集在一起的。

称重传感器选型四要素

1、稳定性的选择

传感器使用一段时间后,其性能保持不变的能力称为稳定性,影响传感器长期稳定性的因素除其本身结构外,主要是使用环境,因此,要使传感器具有良好的稳定性,必须要有较强的环境适应能力,在选择传感器之前,应对其使用环境进行调查,并根据具体的使用环境选择适合的传感器,或采取适当的措施,减小环境的影响。

2、灵敏度的选择

通常,在传感器的线性范围内,希望灵敏度越高越好,因为只有灵敏度高时,与被测量对应的输出信号值才比较大,有利于信号处理,但灵敏度高时,与被测量无关的外界噪声也会被放大系统放大,影响测量精度,因此,要求传感器本身应具有较高的信噪比,尽量减少从外界引入的干扰信号。

3、对传感器数量和量程的选择

传感器数量的选择是根据电子衡器的用途、秤体需要支撑的点数(支撑点数应根据使秤体几何重心和实际重心重合的原则而确定)而定, 传感器量程的选择可依据秤的最大称量值、选用传感器的个数、秤体的自重、可能产生的最大偏载及动载等因素综合评价来确定,根据经验,一般应使传感器工作在其30%~70%量程内,但有较大冲击力的衡器,在选用传感器时,一般要使传感器工作在其量程的20%~30%之内,才能保证传感器的使用安全和寿命。

4、精度的选择

精度是传感器的一个重要的性能指标,它是关系到整个测量系统测量精度的一个重要环节,传感器的精度越高,其价格越昂贵,因此,传感器的精度只要满足整个测量系统的精度要求就可以,不必选得过高,这样就可以在满足同一测量目的的诸多传感器中选择比较便宜和简单的传感器,如果测量目的是定性分析的,选用重复精度高的传感器即可,不宜选用绝对量值精度高的;如果是为了定量分析,必须获得精确的测量值,就选用精度等级能满足要求的传感器称重传感器。

以上是贤集网小编为大家介绍的称重传感器的相关知识,包括:称重传感器的安装注意事项、缺点、构成、原理、分类、误差分析、选型四要素。新技术革命的到来,世界开始进入信息时代,在利用信息的过程中,首先要解决的就是要获取准确可靠的信息,而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段,在现代工业生产尤其是自动化生产过程中,要用各种称重传感器来监视和控制生产过程中的各个参数,使设备工作在正常状态或最佳状态,并使产品达到最好的质量。

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