如何选用称重传感器

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  称重传感器被喻为电子衡器的心脏,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。
  1 如何选用传感器
  称重传感器实际上是一种将质量信号转变为可测量的电信号输出的装置。用传感器首先要考虑传感器所处的实际工作环境,这点对正确选用传感器至关重要,它关系到传感器能否正常工作以及它的安全和使用寿命,乃至整个衡器的可靠性和安全性。
  环境给传感器造成的影响主要有以下几个方面:
  (1)高温环境对传感器造成涂覆材料融化、焊点开化、弹性体内应力发生结构变化等问题。对于高温环境下工作的传感器常采用耐高温传感器;另外,必须加有隔热、水冷或气冷等装置。
  (2)粉尘、潮湿对传感器造成短路的影响。在此环境条件下应选用密闭性很高的传感器。不同的传感器其密封的方式是不同的,其密闭性存在着很大的差异。常见的密封油密封胶充填或涂覆;橡胶垫机械紧固密封;焊接(氩弧焊、等离子束焊)和抽真空充氮密封。从密封效果来看,焊接密封为最佳,充填涂覆密封胶为量差。对于室内干净、干燥环境下工作的传感器,可选择涂胶密封的传感器,而对于一些在 潮湿、粉尘性较高的环境下工作的传感器,应选择膜片热套密封或膜片焊接密封、抽真空充氮的传感器。
  (3)在腐蚀性较高的环境下,如潮湿、酸性对传感器造成弹性体受损或产生短路等影响,应选择外表面进行过喷塑或不锈钢外罩,抗腐蚀性能好且密闭性好的传感器。
  (4)电磁场对传感器输出紊乱信号的影响。在此情况下,应对传感器的屏蔽性进行严格检查,看其是否具有良好的抗电磁能力。
  (5)易燃、易爆不仅对传感器造成彻底性的伤害,而且还给其它设备和人身安全造成很大的威胁。因此,在易燃、易爆环境下工作的传感器对防爆性能提高了更高的要求:在易燃、易爆环境下必须选用防爆传感器,这种传感器的密封外罩不仅要考虑其密闭性,还要考虑到防爆强度,以及电缆线引出头的防水、防潮、防爆性等。
  2 如何选择传感器数量和量程
  传感器数量的选择是根据电子衡器的用途、称体需要支撑的点数(支撑点数应根据使称体几何重心和实际重心重合的原则而确定)而定。一般来说,称体有几个支撑点就选用几只传感器,但是对于一些特殊的称体如电子吊钩秤就只能采用一个传感器,一些机电结合称就应根据实际情况来确定选用传感器的个数。
  传感器量程的选择可依据称的最大称量值、选用传感器的个数、称体的自重、可能产生的最大偏载及动载等因素综合评价来确定。一般来说,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。但在实际使用时由于加在传感器上的载荷除被称物体外还存在称体自重、皮重、偏载及振动冲击等载荷,因此选用传感器量称时,要考虑诸多方面的因素,保证传感器的安全和寿命。
  传感器量称的计算公式是在充分考虑到影响称体各个因素后,经过大量的实验而确定的。
  公式如下:C=K-0K-1K-2K-3(Wmax+W)/N
  C—单个传感器的额定量程;W—称体自重;Wmax—被称物体净重的最大值;N—称体所采用支撑点的数量;K-0—保险系数,一般取值在1.2~1.3之间;k-1—冲击系数;k-2—称体的重心偏移系数;k-3—风压系数。
  例如:一台30t电子汽车衡,最大称量是30t,称体自重为1.9t,采用四只传感器,根据当时的实际情况,选取保险系数k-0=1.25,冲击系数k-1=1.18,重心偏移系数k-2=1.03,风压系数k-3=1.02,试传感器的吨位。
  解:根据传感器量程计算公式:C=K-0[×]K-1[×]K-2[×]K-3(Wmax+W)/N
  可知:C=1.25[×]1.18[×]1.03[×]1.02[×](30+1.9)/4=12.36t
  因此,可选用量程为15t的传感器(传感器的吨位一般只有10t、15t、20t、25t、30t、40t、50t等,除非特殊订做)。
  根据经验,一般应使传感器工作在其30%~70%量程内,但对于一些在使用过程中存在较大冲击力的衡器,如动态轨道衡,动态汽车衡,钢材称等,在选用传感器时,一般要扩大其量程,使传感器工作在其量程的20%~30%之内,使传感器的称量储备量增大,以保证传感的安全和使用寿命。
  3 如何选择传感器准确度等级
  准确度等级包括传感器的非线形、蠕变、蠕变恢复、滞后、重复性、灵敏度等技术指标。在选用传感器的时候,不要单纯追求高等级的传感器,而既要考虑满足电子称的准确度要求,又要考虑其成本。
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