稱重傳感器的簡介

稱重傳感器實(shí)際上是一種將質(zhì)量信號轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y量的電信號輸出的裝置。

       用傳感器應(yīng)先要考慮傳感器所處的實(shí)際工作環(huán)境，這點(diǎn)對正確選用稱重傳感器至關(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，乃至整個衡器的可靠性和安全性。在稱重傳感器主要技術(shù)指標(biāo)的基本概念和評價方法上，新舊國標(biāo)有質(zhì)的差異。主要有S型、懸臂型、輪輻式、板環(huán)式、膜盒式、橋式、柱筒式等幾種樣式。

電阻應(yīng)變式

利用電阻應(yīng)變片變形時其電阻也隨之改變的原理工作。

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。

1、原理

電阻應(yīng)變式稱重傳感器是基于這樣一個原理：彈性體（彈性元件，敏感梁）在外力作用下產(chǎn)生彈性變形，使粘貼在它表面的電阻應(yīng)變片（轉(zhuǎn)換元件）也隨同產(chǎn)生變形，電阻應(yīng)變片變形后，它的阻值將發(fā)生變化（增大或減小），再經(jīng)相應(yīng)的測量電路把這一電阻變化轉(zhuǎn)換為電信號（電壓或電流），從而完成了將外力變換為電信號的過程。

電阻應(yīng)變片、彈性體和檢測電路是電阻應(yīng)變式稱重傳感器中不可缺少的幾個主要部分。

1.1、電阻應(yīng)變片

電阻應(yīng)變片是把一根電阻絲機(jī)械的分布在一塊有機(jī)材料制成的基底上，即成為一片應(yīng)變片。他的一個重要參數(shù)是靈敏系數(shù)K。我們來介紹一下它的意義。

1.2、彈性體

彈性體是一個有特殊形狀的結(jié)構(gòu)件。它的功能有兩個，首先是它承受稱重傳感器所受的外力，對外力產(chǎn)生反作用力，達(dá)到相對靜平衡；其次，它要產(chǎn)生一個高品質(zhì)的應(yīng)變場（區(qū)），使粘貼在此區(qū)的電阻應(yīng)變片比較理想的完成應(yīng)變棗電信號的轉(zhuǎn)換任務(wù)。

1.4、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引起塑性變形。

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。

1.5、選擇

稱重傳感器的靈敏度、最大分度數(shù)、最小檢定分度值等也是傳感器選用中必須考慮的指標(biāo)。

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)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支撐點(diǎn)就選用幾只傳感器。

傳感器的量程選擇可依據(jù)秤的最大稱量值、選用傳感器的個數(shù)、秤體自重、可產(chǎn)生的最大偏載及動載因素綜合評價來決定。

2、使用環(huán)境

稱重傳感器實(shí)際上是一種將質(zhì)量信號轉(zhuǎn)換成可測量的電信號輸出裝置。用傳感器首先要考慮傳感器所處的實(shí)際工作環(huán)境，這點(diǎn)對于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，乃至整個衡器的可靠性和安全性。

一般情況下，高溫環(huán)境對傳感器造成涂覆材料融化、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；粉塵、潮濕對傳感器造成短路的影響；在腐蝕性較高的環(huán)境下會造成傳感器彈性體受損或產(chǎn)生短路現(xiàn)象；電磁場對傳感器輸出會產(chǎn)生干擾。相應(yīng)的環(huán)境因素下我們必須選擇對應(yīng)的稱重傳感器才能滿足必要的稱重要求。

3、準(zhǔn)確度等級選擇

稱重傳感器的準(zhǔn)確度等級包括傳感器的非線性、蠕變、重復(fù)性、滯后、靈敏度等技術(shù)指標(biāo)。

4、應(yīng)用范圍及用途

譬如鋁合金懸臂梁傳感器適合于電子計價秤、平臺秤、案秤等；鋼式懸臂梁傳感器適用于電子皮帶秤、分選秤等；鋼質(zhì)橋式傳感器適用于軌道衡、汽車衡等；柱式傳感器適用于汽車衡、動態(tài)軌道衡、大噸位料斗秤等。稱重傳感器主要應(yīng)用在各種電子衡器、工業(yè)控制領(lǐng)域、在線控制、安全過載報警、材料試驗(yàn)機(jī)等領(lǐng)域。如電子汽車衡、電子臺秤、電子叉車、動態(tài)軸重秤、電子吊鉤秤、電子計價秤、電子鋼材秤、電子軌道衡、料斗秤、配料秤、罐裝秤等。

5、五種誤差

5.1特性誤差。是由設(shè)備本身引起的，包括DC漂移值、斜面的不正確或斜面的非線形。畢竟設(shè)備理想的轉(zhuǎn)移功能特性和真實(shí)特性之間會存在差距。

5.2、稱重傳感器應(yīng)用誤差。也就是由操作而產(chǎn)生的誤差，包括探針放置錯誤、探針與測量地點(diǎn)之間不正確的絕緣、空氣或其他氣體的凈化過程中的錯誤、變送器的錯誤放置等多種操作錯誤引發(fā)的誤差。

5.3、動態(tài)誤差。適用于靜態(tài)條件的傳感器會具有較強(qiáng)的阻尼，因此對輸入?yún)?shù)的改變響應(yīng)較慢，甚至要數(shù)秒才能響應(yīng)溫度的階躍改變。一些具有延遲特性的稱重傳感器會在對快速改變響應(yīng)時產(chǎn)生動態(tài)誤差。響應(yīng)時間、振幅失真和相位失真都會導(dǎo)致動態(tài)誤差。

5.4、插入誤差。是由于系統(tǒng)中插入一個傳感器時，改變了測量參數(shù)而產(chǎn)生的誤差。使用了一個對系統(tǒng)過于大的變送器、系統(tǒng)的動態(tài)特性過于遲緩、系統(tǒng)中自加熱加載了過多的熱能等，都會導(dǎo)致插入誤差。

5.5、環(huán)境誤差。稱重傳感器使用也會受溫度、擺動、震動、海拔、化學(xué)物質(zhì)揮發(fā)等環(huán)境影響，這些因素都極易引發(fā)環(huán)境誤差。

6、誤差分析

6.1、稱重傳感器運(yùn)用差錯是操作人員發(fā)生的，這也意味著發(fā)生的緣由許多，例如，溫度不同時發(fā)生的差錯，包羅探針放置過錯或探針與測量地址之間不正確的絕緣，別的一些應(yīng)用差錯包羅空氣或其他氣體的凈化過程中發(fā)生的過錯，運(yùn)用差錯也觸及變送器的過錯放置，因而正或負(fù)的壓力將對正確的讀數(shù)形成影響。

6.2、特性差錯為設(shè)備自身固有的，它是設(shè)備的、公認(rèn)的搬運(yùn)功用特性和實(shí)在特性之間的差，這種差錯包羅DC漂移值、斜面的不正確或斜面的非線形。

6.3、動態(tài)差錯許多傳感器的特性和校準(zhǔn)都是適用靜態(tài)條件下的，這意味著運(yùn)用的輸入?yún)?shù)是靜態(tài)或類似于靜態(tài)的，許多傳感器具有較強(qiáng)阻尼，因而它們不會對輸入?yún)?shù)的改動進(jìn)行疾速呼應(yīng)，如，熱敏電阻需求數(shù)秒才干呼應(yīng)溫度的階躍改動。

6.4、熱敏電阻不會當(dāng)即跳躍至新的阻抗，或發(fā)生驟變，相反，它是慢慢地改動為新的值，然后，若是具有推遲特性的稱重傳感器對溫度的疾速改動進(jìn)行呼應(yīng)，輸出的波形將失真，由于其間包含了動態(tài)差錯。發(fā)生動態(tài)差錯的要素有呼應(yīng)工夫、振幅失真和相位失真。

6.5、插入差錯是當(dāng)體系中刺進(jìn)一個傳感器時，由于改動了測量參數(shù)而發(fā)生的差錯，普通是在進(jìn)行電子丈量時會呈現(xiàn)這樣的問題，但是在其他方法的測量中也會呈現(xiàn)類似問題，例如一個伏特計在回路中測量電壓，它肯定會有一個固有阻抗，比回路阻抗要大許多，或許呈現(xiàn)回路負(fù)荷，這時，讀數(shù)就會有很大的差錯，這種類型的差錯發(fā)生的緣由是運(yùn)用了一個對體系(如，壓力體系)而言過于大的變送器;或許是體系的動態(tài)特性過于緩慢，或許是體系中自加熱加載了過多的熱能。

6.6、環(huán)境差錯來源于傳感器運(yùn)用的環(huán)境，稱重傳感器要素包羅溫度，或是搖擺、轟動、海拔、化學(xué)物質(zhì)蒸發(fā)或其他要素，這些常常影響傳感器的特性，所以在實(shí)踐運(yùn)用中，這些要素總是被分類會集在一起的。