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News Center稱重傳感器按轉(zhuǎn)換方法分為光電式、液壓式、電磁力式、電容式、磁極變形式、振動(dòng)式、陀螺儀式、電阻應(yīng)變式等8類,以電阻應(yīng)變式使用zui廣。
光電式
包括光柵式和碼盤式兩種。
光柵式傳感器利用光柵形成的莫爾條紋把角位移轉(zhuǎn)換成光電信號(hào)(圖2)。光柵有兩塊,一為固定光柵,另一為裝在表盤軸上的移動(dòng)光柵。加在承重臺(tái)上的被測物通過傳力杠桿系統(tǒng)使表盤軸旋轉(zhuǎn),帶動(dòng)移動(dòng)光柵轉(zhuǎn)動(dòng),使莫爾條紋也隨之移動(dòng)。利用光電管、轉(zhuǎn)換電路和顯示儀表,即可計(jì)算出移過的莫爾條紋數(shù)量,測出光柵轉(zhuǎn)動(dòng)角的大小,從而確定和讀出被測物質(zhì)量。
碼盤式傳感器的碼盤(符號(hào)板)是一塊裝在表盤軸上的透明玻璃,上面帶有按一定編碼方法編定的黑白相間的代碼。加在承重臺(tái)上的被測物通過傳力杠桿使表盤軸旋轉(zhuǎn)時(shí),碼盤也隨之轉(zhuǎn)過一定角度。光電池將透過碼盤接受光信號(hào)并轉(zhuǎn)換成電信號(hào),然后由電路進(jìn)行數(shù)字處理,zui后在顯示器上顯示出代表被測質(zhì)量的數(shù)字。光電式傳感器曾主要用在機(jī)電結(jié)合秤上。
液壓式
如圖4所示,在受被測物重力P作用時(shí),液壓油的壓力增大,增大的程度與P成正比。測出壓力的增大值,即可確定被測物的質(zhì)量。液壓式傳感器結(jié)構(gòu)簡單而牢固,測量范圍大,但準(zhǔn)確度一般不超過1/100。
電容式
它利用電容器振蕩電路的振蕩頻率f與極板間距d的正比例關(guān)系工作(圖6)。極板有兩塊,一塊固定不動(dòng),另一塊可移動(dòng)。在承重臺(tái)加載被測物時(shí),板簧撓曲,兩極板之間的距離發(fā)生變化,電路的振蕩頻率也隨之變化。測出頻率的變化即可求出承重臺(tái)上被測物的質(zhì)量。電容式傳感器耗電量少,造價(jià)低,準(zhǔn)確度為1/200~1/500。
電磁力式
它利用承重臺(tái)上的負(fù)荷與電磁力相平衡的原理工作(圖5)。當(dāng)承重臺(tái)上放有被測物時(shí),杠桿的一端向上傾斜;光電件檢測出傾斜度信號(hào),經(jīng)放大后流入線圈,產(chǎn)生電磁力,使杠桿恢復(fù)至平衡狀態(tài)。對產(chǎn)生電磁平衡力的電流進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換,即可確定被測物質(zhì)量。電磁力式傳感器準(zhǔn)確度高,可達(dá)1/2000~1/60000,但稱量范圍僅在幾十毫克至10千克之間。
磁極變形式
如圖7所示,鐵磁元件在被測物重力作用下發(fā)生機(jī)械變形時(shí),內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力并引起導(dǎo)磁率變化,使繞在鐵磁元件(磁極)兩側(cè)的次級線圈的感應(yīng)電壓也隨之變化。測量出電壓的變化量即可求出加到磁極上的力,進(jìn)而確定被測物的質(zhì)量。磁極變形式傳感器的準(zhǔn)確度不高,一般為1/100,適用于大噸位稱量工作,稱量范圍為幾十至幾萬千克。
振動(dòng)式
彈性元件受力后,其固有振動(dòng)頻率與作用力的平方根成正比。測出固有頻率的變化,即可求出被測物作用在彈性元件上的力,進(jìn)而求出其質(zhì)量。振動(dòng)式傳感器有振弦式和音叉式兩種。
振弦式傳感器的彈性元件是弦絲。當(dāng)承重臺(tái)上加有被測物時(shí),V形弦絲的交點(diǎn)被拉向下,且左弦的拉力增大,右弦的拉力減小。兩根弦的固有頻率發(fā)生不同的變化。求出兩根弦的頻率之差,即可求出被測物的質(zhì)量。振弦式傳感器的準(zhǔn)確度較高,可達(dá)1/1000~1/10000,稱量范圍為100克至幾百千克,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,加工難度大,造價(jià)高。
音叉式傳感器的彈性元件是音叉。音叉端部固定有壓電元件,它以音叉的固有頻率振蕩,并可測出振蕩頻率。當(dāng)承重臺(tái)上加有被測物時(shí),音叉拉伸方向受力而固有頻率增加,增加的程度與施加力的平方根成正比。測出固有頻率的變化,即可求出重物施加于音叉上的力,進(jìn)而求出重物質(zhì)量。音叉式傳感器耗電量小,計(jì)量準(zhǔn)確度高達(dá)1/10000~1/200000,稱量范圍為500g~10kg。
陀螺儀式
如圖10所示,轉(zhuǎn)子裝在內(nèi)框架中,以角速度ω繞X軸穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)。內(nèi)框架經(jīng)軸承與外框架聯(lián)接,并可繞水平軸Y傾斜轉(zhuǎn)動(dòng)。外框架經(jīng)萬向聯(lián)軸節(jié)與機(jī)座聯(lián)接,并可繞垂直軸Z旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子軸(X軸)在未受外力作用時(shí)保持水平狀態(tài)。轉(zhuǎn)子軸的一端在受到外力(P/2)作用時(shí),產(chǎn)生傾斜而繞垂直軸Z轉(zhuǎn)動(dòng)(進(jìn)動(dòng))。進(jìn)動(dòng)角速度ω與外力P/2成正比,通過檢測頻率的方法測出ω,即可求出外力大小,進(jìn)而求出產(chǎn)生此外力的被測物的質(zhì)量。
陀螺儀式傳感器響應(yīng)時(shí)間快(5秒),無滯后現(xiàn)象,溫度特性好(3ppm),振動(dòng)影響小,頻率測量準(zhǔn)確精度高,故可得到高的分辨率(1/100000)和高的計(jì)量準(zhǔn)確度(1/30000~1/60000)。
電阻應(yīng)變式
利用電阻應(yīng)變片變形時(shí)其電阻也隨之改變的原理工作(圖11)。主要由彈性元件、電阻應(yīng)變片、測量電路和傳輸電纜4部分組成。電阻應(yīng)變片貼在彈性元件上,彈性元件受力變形時(shí),其上的應(yīng)變片隨之變形,并導(dǎo)致電阻改變。測量電路測出應(yīng)變片電阻的變化并變換為與外力大小成比例的電信號(hào)輸出。電信號(hào)經(jīng)處理后以數(shù)字形式顯示出被測物的質(zhì)量。
電阻應(yīng)變式傳感器的稱量范圍為幾十克至數(shù)百噸,計(jì)量準(zhǔn)確度達(dá)1/1000~1/10000,結(jié)構(gòu)較簡單,可靠性較好。大部分電子衡器均使用此傳感器。
接線方法
稱重傳感器的出線方式有4線和6線兩種,模塊或稱重變送器的接線也有4線和6線兩種,要接4線還是6線首先要看你的硬件要求是怎樣的,原則是:傳感器能接6線的不接4線,必須接4線的就要進(jìn)行短接。
一般的稱重傳感器都是六線制的,當(dāng)接成四線制時(shí),電源線(EXC-,EXC+)與反饋線(SEN-,SEN+)就分別短接了。SEN+和SEN-是補(bǔ)償線路電阻用的。SEN+和EXC+是通路的,SEN-和EXC-是通路的。
EXC+和EXC-是給稱重傳感器供電的,但是由于稱重模塊和傳感器之間的線路損耗,實(shí)際上傳感器接收到的電壓會(huì)小于供電電壓。每個(gè)稱重傳感器都有一個(gè)mV/V的特性,它輸出的m號(hào)與接收到的電壓密切相關(guān),SENS+和SENS-實(shí)際上是稱重傳感器內(nèi)的一個(gè)高阻抗回路,可以將稱重模塊實(shí)際接收到的電壓反饋給稱重模塊。假設(shè)EXC+和EXC-為10V,線路損耗,傳感器2mV/V,實(shí)際上傳感器輸出zui大信號(hào)為()*2=19mV,而不是20mV。此時(shí)稱重傳感器內(nèi)部就會(huì)把19mV作為zui大量程,前提是傳感器必須通過反饋回路把實(shí)際電壓反饋給稱重模塊。在稱重傳感器上將EXC+與 SENS+短接,EXC-與SENS-短接,于傳感器與稱重模塊距離較近,電壓損耗非常小的場合,否則測量存在誤差。
安裝注意事項(xiàng)
1、稱重傳感器要輕拿輕放,尤其對于用合金鋁材料作為彈性體的小容量傳感器,任何振動(dòng)造成的沖擊或者跌落,都很有可能造成很大的輸出誤差。
2、設(shè)計(jì)加載裝置及安裝時(shí)應(yīng)保證加載力的作用稱重傳感器受力軸線重合,使傾斜負(fù)荷和偏心負(fù)荷的影響減至zui小。
3、在水平調(diào)整方面。如果使用的是稱重傳感器的話,其底座的安裝平面要使用水平儀調(diào)整直到水平;如果是多個(gè)傳感器同時(shí)測量的情況,那么它們底座的安裝面要盡量保持在一個(gè)水平面上,這樣做的目的主要是為了保證每個(gè)傳感器所承受的力量基本一致。
4、按照其說明中稱重傳感器的量程選定來確定所用傳感器的額定載荷。
5、為防止化學(xué)腐蝕.安裝時(shí)宜用凡士林涂稱重傳感器外表面。應(yīng)避免陽光直曬和環(huán)境溫度劇變的場臺(tái)使用。
6、在稱重傳感器加載裝置兩端加接銅編織線做的旁路器。
7、電纜線不宜自行加長,在確實(shí)需加長時(shí)應(yīng)在接頭處錫焊,并加防潮密封膠。
8、在稱重傳感器周圍采用一些擋板把傳感器罩起來。這樣做的目的可防止雜物掉進(jìn)傳感器的運(yùn)動(dòng)部分,影響其測量精度。
9、傳感器的電纜線應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)動(dòng)力電源線或有脈沖波的場所,無法避競時(shí)應(yīng)把稱重傳感器的電纜線單獨(dú)穿入鐵管內(nèi),并盡量縮短連接距離。
10、按其說明中的稱重傳感器量程選定來確定所用傳感器的額定載荷,稱重傳感器雖然本身具備一定的過載能力,但在安裝和使用過程中應(yīng)盡量避免此種情況。有時(shí)短時(shí)間的超載,也可能會(huì)造成傳感器*損壞。
11、在高度精度使用場合,應(yīng)使/稱重傳感器和儀表在預(yù)熱30分鐘后使用。
工作過程
在測量過程中,重量加載到稱重傳感器的彈性體上會(huì)引起塑性變形。
電阻應(yīng)變式稱重傳感器的工作過程
電阻應(yīng)變式稱重傳感器的工作過程
應(yīng)變 (正向和負(fù)向) 通過安裝在彈性體上的應(yīng)變片轉(zhuǎn)換為電子信號(hào)。
儀表應(yīng)用
稱重儀表也叫稱重顯示控制儀表,是將稱重傳感器信號(hào)(或再通過重量變送器)轉(zhuǎn)換為重量數(shù)字顯示,并可對重量數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存、統(tǒng)計(jì)、打印的電子設(shè)備,常用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的自動(dòng)化配料,稱重,以提高生產(chǎn)效率。
在工企業(yè)中應(yīng)用的稱重儀表性能指標(biāo)通常用度(又稱精度)、變差、敏銳度來形貌。儀表工校驗(yàn)儀表通常也是調(diào)校度,變差和敏銳度三項(xiàng)。
1.變差是指稱重儀表被測變量(可明白為輸入信號(hào))多次從差異偏向到達(dá)同一數(shù)值時(shí),儀表指示值之間的zui大差值,大概說是儀表在外界條件穩(wěn)固的環(huán)境下,被測參數(shù)由小到大變革(正向特性)和被測參數(shù)由大到小變革(反向特性)不劃一的程度,兩者之差即為儀表變差。可靠性 稱重控制儀表可靠性是化工企業(yè)儀表工所尋求的另一緊張性能指標(biāo)??煽啃院蛢x表維護(hù)量是相反相成的,儀表可靠性高闡明儀表維護(hù)量小,反之儀表可靠性差,儀表維護(hù)量就大。對付化工企業(yè)檢測與進(jìn)程控制儀表,大部門安置在工藝管道、種種塔、釜、罐、器上.
2.稱重儀表在稱重傳感器中的穩(wěn)固性 在劃定事情條件內(nèi),稱重儀表某些性能隨時(shí)間連結(jié)穩(wěn)固的本領(lǐng)稱為穩(wěn)固性(度)。儀表穩(wěn)固性是化工企業(yè)儀表工非常體貼的一天性能指標(biāo)。由于化工企業(yè)利用儀表的環(huán)境相比擬力惡劣,被測量的介質(zhì)溫度、壓力變革也相比擬力大,在這種環(huán)境中投入儀表利用,儀表的某些部件隨時(shí)間連結(jié)穩(wěn)固的本領(lǐng)會(huì)低沉,儀表的穩(wěn)固性會(huì)降落。徇或表征儀表穩(wěn)固性尚未有定量值,化工企業(yè)通常用儀表零漂移來衡量儀表的穩(wěn)固性。稱重儀表穩(wěn)固性的優(yōu)劣直接干系到儀表的利用范疇,偶然直接影響化工生產(chǎn),穩(wěn)固性不好造成的影響每每雙儀表精度降落對化工生產(chǎn)的影響還要大。穩(wěn)固性不好儀表維護(hù)量也大,是儀表工zui不盼望出現(xiàn)的事情。
稱重儀表的敏銳度偶然也稱"放大比",也是儀表靜特性貼切線上各點(diǎn)的斜率。增長放大倍數(shù)可以提高儀表敏銳度,單純加大敏銳度并不變化儀表的基天性能,即稱重儀表精度并沒有提高,相反偶然會(huì)出現(xiàn)振蕩征象,造成輸出不穩(wěn)固。儀表敏銳度應(yīng)連結(jié)恰當(dāng)?shù)牧俊?br />對于大部分客戶來講,儀表精度雖然是一個(gè)緊張指標(biāo),但在實(shí)際利用中,每每更強(qiáng)調(diào)儀表的穩(wěn)固性和可靠性,因?yàn)榛て髽I(yè)檢測與進(jìn)程控制儀表用于計(jì)量的為數(shù)不多,而大量的是用于檢測。別的,利用在進(jìn)程控制體系中的檢測儀表其穩(wěn)固性、可靠性比精度更為緊張。
隨著儀表更新?lián)Q代,特別是微電子技能引入稱重儀表制造行業(yè),使儀表可告性大大提高。儀表生產(chǎn)廠商對這天性能指標(biāo)也越來越珍視,通常用平均無妨礙時(shí)間MTBF來形貌儀表的可靠性。一臺(tái)全智能稱重變送器的MTBF比一樣平常非智能儀表如電動(dòng)Ⅲ變送器要高10倍左右。稱重儀表在使用前要與稱重傳感器配套進(jìn)行數(shù)字標(biāo)定。標(biāo)定實(shí)際上就是用標(biāo)準(zhǔn)砝碼對衡器進(jìn)行校準(zhǔn)。標(biāo)定后的儀表內(nèi)部保存有相對于這一組傳感器的標(biāo)定系數(shù)。有了這個(gè)系數(shù)后,儀表才可以把稱重傳感器的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橹亓繑?shù)字。威斯特公司將竭誠為您服務(wù)。
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