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稱重傳感器的應用

日期:2013-08-31瀏覽:458次

稱重傳感器的應用

稱重傳感器是一種能夠將重力轉變為電信號的力--電轉換裝置,是電子衡器的一個關鍵部件。
        能夠實現力--電轉換的傳感器有多種,常見的有電阻應變式、電磁力式和電容式等。電磁力式主要用于電子天平,電容式用于部分電子吊秤,而絕大多數衡器產品所用的還是電阻應變式稱重傳感器。電阻應變式稱重傳感器結構較簡單,準確度高,適用面廣,且能夠在相對比較差的環境下使用。因此電阻應變式稱重傳感器在衡器中得到了廣泛地運用。
        電阻應變式稱重傳感器主要是由彈性體、電阻應變片和補償電路組成。彈性體是稱重傳感器的受力元件,由 合金鋼或 鋁型材制成。電阻應變片是由金屬箔材腐蝕成柵格形制成,四個電阻應變片以電橋的結構方式粘在彈性體上。在沒有受力的情況下,電橋的四只電阻的阻值是相等的,電橋處于平衡狀態,輸出為零。在彈性體受力發生變形時,電阻應變片也跟著一道變形。在彈性體受力彎曲的過程中,有兩個應變片受拉,金屬絲變長,電阻值增加;另兩片受壓,電阻值減小。這樣就導致原來平衡的電橋失衡,在電橋的兩端產生了電壓差,這個電壓差與彈性體受力的大小成正比,檢測這個電壓差,就可以得到傳感器所受重力的大小,這個電壓信號經過儀表檢測后然計算后,就可以得到相應的重量值。
        為了適用各種衡器結構的安裝需要,稱重傳感器做成了各種各樣的結構形式,傳感器的名稱往往也按照其外形稱呼。如橋式傳感器(主要用于汽車衡)、懸臂梁式(地上衡、料斗秤、汽車衡)、柱式(汽車衡、料斗秤)、箱式(臺秤)、S型(料斗秤)等。一種衡器承載體往往有多種結構形式的傳感器可供選擇,如果傳感器選擇得當,對于衡器性能的提高是很有幫助的。
        電阻應變式稱重傳感器的規格很多,小到幾百克大到幾百噸。在選擇稱重傳感器量程的時候,要根據所用衡器的秤量來確定,其經驗公式為:
        傳感器總載荷(單個傳感器的允許載荷X傳感器個數)=1/2~2/3衡器的秤量。
        稱重傳感器準確度等級分為A,B,C,D四個級別。不同級別有不同的誤差范圍。A級傳感器的要求。等級后面的數字表示檢定分度值,數字越大,傳感器質量越好。例如:C2表示C級,2000個檢定分度值;C5表示C級,5000個檢定分度值。顯然C5要高于C2。傳感器常用的級別為C3,C5級,這兩種級別的傳感器可用于制作準確度等級為III級的電子衡器。
        稱重傳感器的誤差主要是由非線性誤差、滯后誤差、重復性誤差、蠕變、零點溫度附加誤差以及額定輸出溫度附加誤差等引起的。
        近年出現的數字傳感器,把A/D轉換電路和CPU電路放到了傳感器里面,傳感器輸出的就不再是模擬電壓信號,而是經過處理的重量數字信號,這樣做帶來了以下幾個優點:
        1.儀表可以分別采集每個數字傳感器的信號,并通過線性方程式運算,對每一個傳感器進行單獨標定,這就使得一次性完成四角誤差修正成為可能。而使用模擬式傳感器的衡器中頭疼的問題就是四角誤差修正,往往要反復多次地調校才能達到要求,而每一次調校都是要將沉重的砝碼搬來搬去,既費時又費力。
        2.由于儀表可以檢測到每一個傳感器的信號,所以任何一個傳感器出現問題都可以從儀表上觀察到,方便檢修和維護工作。
        3.數字傳感器用485接口傳送數字信號,傳輸距離遠,且可以免受干擾。克服了模擬信號遠傳困難和易受到干擾的問題。
        4.數字傳感器內部可以通過微處理器對傳感器的各項誤差進行修正,使得輸出的傳感器數據更加準確。
稱重傳感器被喻為電子衡器的神經系統,它的性能在很大程度上決定了電子衡器的準確度和穩定性。在設計電子衡器時,經常要遇到如何選用傳感器的問題。

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