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如何正確選用稱重傳感器
閱讀：1206 發(fā)布時(shí)間：2020-3-12稱重傳感器被喻為電子衡器的心臟,，它的性能在很大程度上決定了電子衡器的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性。在設(shè)計(jì)電子衡器時(shí),，經(jīng)常要遇到如何選用傳感器的問題,。
如何選用傳感器
稱重傳感器實(shí)際上是一種將質(zhì)量信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y(cè)量的電信號(hào)輸出的裝置。用傳感器茵先要考慮傳感器所處的實(shí)際工作環(huán)境,，這點(diǎn)對(duì)正確選用傳感器至關(guān)重要,，它關(guān)系到傳感器能否正常工作以及它的安全和使用壽命，乃至整個(gè)衡器的可靠性和安全性,。
環(huán)境給傳感器造成的影響主要有以下幾個(gè)方面：
（1）高溫環(huán)境對(duì)傳感器造成涂覆材料熔化,、焊點(diǎn)開化、彈性體內(nèi)應(yīng)力發(fā)生結(jié)構(gòu)變化等問題,。對(duì)于高溫環(huán)境下工作的傳感器常采用耐高溫傳感器,；另外，必須加有隔熱,、水冷或氣冷等裝置。
（2）粉塵,、潮濕對(duì)傳感器造成短路的影響,。在此環(huán)境條件下應(yīng)選用密閉性很高的傳感器。不同的傳感器其密封的方式是不同的,，其密閉性存在著很大差異,。
常見的密封有密封膠充填或涂覆；橡膠墊機(jī)械緊固密封,；焊接（氬弧焊,、等離子束焊）和抽真空充氮密封。
從密封效果來看,，焊接密封為*,，充填涂覆密封膠為量差。對(duì)于室內(nèi)干凈,、干燥環(huán)境下工作的傳感器,，可選擇涂膠密封的傳感器,，而對(duì)于一些在潮濕、粉塵性較高的環(huán)境下工作的傳感器,，應(yīng)選擇膜片熱套密封或膜片焊接密封,、抽真空充氮的傳感器。
（3）在腐蝕性較高的環(huán)境下,，如潮濕,、酸性對(duì)傳感器造成彈性體受損或產(chǎn)生短路等影響，應(yīng)選擇外表面進(jìn)行過噴塑或不銹鋼外罩,，抗腐蝕性能好且密閉性好的傳感器,。
（4）電磁場(chǎng)對(duì)傳感器輸出紊亂信號(hào)的影響。在此情況下,，應(yīng)對(duì)傳感器的屏蔽性進(jìn)行嚴(yán)格檢查,，看其是否具有良好的抗電磁能力。
（5）易燃,、易爆不僅對(duì)傳感器造成*性的損害,，而且還給其它設(shè)備和人身安全造成很大的威脅。因此,，在易燃,、易爆環(huán)境下工作的傳感器對(duì)防爆性能提出了更高的要求：在易燃、易爆環(huán)境下必須選用防爆傳感器,，這種傳感器的密封外罩不僅要考慮其密閉性,，還要考慮到防爆強(qiáng)度，以及電纜線引出頭的防水,、防潮,、防爆性等。
其次對(duì)傳感器數(shù)量和量程的選擇,。
傳感器數(shù)量的選擇是根據(jù)電子衡器的用途,、秤體需要支撐的點(diǎn)數(shù)（支撐點(diǎn)數(shù)應(yīng)根據(jù)使秤體幾何重心和實(shí)際重心重合的原則而確定）而定。一般來說,，秤體有幾個(gè)支撐點(diǎn)就選用幾只傳感器,，但是對(duì)于一些特殊的秤體如電子吊鉤秤就只能采用一個(gè)傳感器，一些機(jī)電結(jié)合秤就應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況來確定選用傳感器的個(gè)數(shù),。
傳感器量程的選擇可依據(jù)秤的大稱量值,、選用傳感器的個(gè)數(shù)、秤體的自重,、可能產(chǎn)生的大偏載及動(dòng)載等因素綜合評(píng)價(jià)來確定,。一般來說，傳感器的量程越接近分配到每個(gè)傳感器的載荷，其稱量的準(zhǔn)確度就越高,。但在實(shí)際使用時(shí),，由于加在傳感器上的載荷除被稱物體外，還存在秤體自重,、皮重,、偏載及振動(dòng)沖擊等載荷，因此選用傳感器量程時(shí),，要考慮諸多方面的因素,，保證傳感器的安全和壽命。
傳感器量程的計(jì)算公式是在充分考慮到影響秤體的各個(gè)因素后,，經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)而確定的,。
公式如下：
C＝K-0K-1K-2K-3(Wmax＋W)/N
C—單個(gè)傳感器的額定量程；W—秤體自重,；Wmax—被稱物體凈重的大值,；N—秤體所采用支撐點(diǎn)的數(shù)量；K-0—保險(xiǎn)系數(shù),，一般取值在1.2～1.3之間人,；K-1—沖擊系數(shù)；K-2—秤體的重心偏移系數(shù),；K-3—風(fēng)壓系數(shù),。
例如：一臺(tái)30t電子汽車衡，大稱量是30t,，秤體自重為1.9t,，采用四只傳感器，根據(jù)當(dāng)時(shí)的實(shí)際情況,，選取保險(xiǎn)系數(shù)K-0＝1.25,，沖擊系數(shù)K-1＝1.18，重心偏移系數(shù)K-2—＝1.03,，風(fēng)壓系數(shù)K-3＝1.02,，試確定傳感器的噸位。
解：根據(jù)傳感器量程計(jì)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（傳感器的噸位一般只有10T、15T,、20t,、25t、30t,、40t,、50t等，除非特殊訂做）。
根據(jù)經(jīng)驗(yàn),，一般應(yīng)使傳感器工作在其30%～70%量程內(nèi),，但對(duì)于一些在使用過程中存在較大沖擊力的衡器，如動(dòng)態(tài)軌道衡,、動(dòng)態(tài)汽車衡,、鋼材秤等，在選用傳感器時(shí),，一般要擴(kuò)大其量程,，使傳感器工作在其量程的20%～30%之內(nèi)，使傳感器的稱量?jī)?chǔ)備量增大,，以保證傳感器的使用安全和壽命,。
再次，要考慮各種類型傳感器的適用范圍,。
傳感器型式的選擇主要取決于稱量的類型和安裝空間,，保證安裝合適，稱量安全可靠,；另一方面,，要考慮廠家的建議。廠家一般會(huì)根據(jù)傳感器的受力情況,、性能指標(biāo),、安裝形式、結(jié)構(gòu)型式,、彈性體的材質(zhì)等特點(diǎn)規(guī)定傳感器的適用范圍,，譬如鋁式懸臂梁傳感器適用于計(jì)價(jià)秤、平臺(tái)秤,、案秤等,；鋼式懸臂梁傳感器適用于料斗秤、電子皮帶秤,、分選秤等,；鋼質(zhì)橋式傳感器適用于軌道衡、汽車衡,、天車秤等,；柱式傳感器適用于汽車衡、動(dòng)態(tài)軌道衡,、大噸位料斗秤等,。
后，還要對(duì)傳感器準(zhǔn)確度等級(jí)進(jìn)行選擇,。
傳感器的準(zhǔn)確度等級(jí)包括傳感器的非線形,、蠕變,、蠕變恢復(fù)、滯后,、重復(fù)性、靈敏度等技術(shù)指標(biāo),。在選用傳感器的時(shí)候,，不要單純追求高等級(jí)的傳感器，而既要考慮滿足電子秤的準(zhǔn)確度要求,，又要考慮其成本,。
對(duì)傳感器等級(jí)的選擇必須滿足下列兩個(gè)條件：
1.滿足儀表輸入的要求。稱重顯示儀表是對(duì)傳感器的輸出信號(hào)經(jīng)過放大,、A／D轉(zhuǎn)換等處理之后顯示稱量結(jié)果的,。因此，傳感器的輸出信號(hào)必須大于或等于儀表要求的輸入情號(hào)大小,，即將傳感器的輸出靈敏度代人傳感器和儀表的匹配公式,，計(jì)算結(jié)果必須大于或等于儀表要求的輸入靈敏度。
傳感器和儀表的匹配公式：
傳感器輸出靈敏度*激勵(lì)電源電壓*秤的大稱量
秤的分度數(shù)*傳感器的個(gè)數(shù)*傳感器量程
例如：一稱量為25kg的定量包裝秤,，大分度數(shù)為1000個(gè)分度,；秤體采用3只L—BE—25型傳感器，量程為25kg,，靈敏度為2.0±0.008mV／V,，拱橋電壓力12V；秤采用AD4325儀表,。問采用的傳感器能否與儀表匹配,。
解：經(jīng)查閱，AD4325儀表的輸入靈敏度為0.6μV／d,，因此根據(jù)傳感器和儀表的匹配公式可得儀表的實(shí)際輸入信號(hào)為：
2×12×25／1000×3×25＝8μV／d＞0.6μv／d
所以,，采用的傳感器滿足儀表輸入靈敏度的要求，能夠與所選儀表匹配,。
2.滿足整臺(tái)電子秤準(zhǔn)確度的要求,。一臺(tái)電子秤主要是由秤體、傳感器,、儀表三部分組成,，在對(duì)傳感器準(zhǔn)確度選擇的時(shí)候，應(yīng)使傳感器的準(zhǔn)確度略高于理論計(jì)算值,，因?yàn)槔碚撏艿娇陀^條件的限制,，如秤體的強(qiáng)度差一點(diǎn)，儀表的性能不是很好,、秤的工作環(huán)境比較惡劣等因素都直接影響到秤的準(zhǔn)確度要求，因此要從各方面提高要求，又要考慮經(jīng)濟(jì)效益,，確保達(dá)到目的,。
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