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称重传感器原理及注意事项

文章来源:$Mhome.Url   作者:管理员  发布时间:2015-6-19 15:07:11  浏览量:295

提到称重传感器,很多人以为这只是测量物体重量的传感器,其实这并不完全正确,它还在很多领域得到了应用。称重传感器在原理上与之前介绍的压力传感器有着相似之处,但它们的形状并不一样。现代科学技术工业使用的称重传感器无处不在,下面皮卡中国小编将介绍称重传感器的工作原理及应用。

称重传感器定义

称重传感器是一种将质量信号转变为可测量的电信号输出的装置。在称重传感器主要技术指标的基本概念和评价方法上,新旧国标有质的差异。主要有S型、悬臂型、轮辐式、板环式、膜盒式、桥式、柱筒式等几种样式。原文地址:http://www.pikacn.com/news/20155/2807.html

称重传感器工作原理

称重传感器工作原理有直线式和旋转式(圆盘式)两种基本结构型式,称重传感器它们是由可以相对移动的滑尺和定尺(直线式)或转子和定子(旋转式)组成的。这两类称重感应同步器是采用同样的工艺方法制造的。

称重传感器首先用绝缘勃结剂把导电铜箔(厚0.04~0.05mm)粘牢在低碳钢或玻璃等非导磁材料的基板上,然后按设计要求,利用光刻或化学腐蚀工艺将铜箔蚀刻成不同曲折形 状的平面绕组,这种绕组一般称为印制电路绕组。定尺和滑尺,转子和定子上的绕 组分布是不相同的。在定尺和转子上的绕组是连续绕组,在滑尺和定子上的绕组 则是分段绕组。分段绕组分为两组,布置成在空间相差7r左相角,称重传感器工作原理故又称为正、余弦绕组。

感应同步器的连续绕组和分段绕组相当于变压器的原边绕组和副边绕组,利用交变电磁场和互感原理工作。

称重传感器分类

称重传感器按转换方法可以分为八类:

1、电阻应变式

电阻应变式是使用最广的称重传感器,它利用电阻应变片变形时其电阻也随之改变的原理工作。主要由弹性元件、电阻应变片、测量电路和传输电缆4部分组成。

2、液压式

液压式传感器结构简单而牢固,测量范围大,但准确度一般不超过1/100。

3、电容式

它利用电容器振荡电路的振荡频率f与极板间距d 的正比例关系工作。电容式传感器耗电量少,造价低,准确度为1/200~1/500。

4、数字式

数字称重传感器是一种能将重力转变为电信号的力-电转换装置,它主要是指集电阻应变式称重传感器、电子放大器、模数转换技术、微处理器于一体的新型传感器。

数字称重传感器和数字计量仪表技术的发展已逐渐成为称重技术领域的新宠,其以调试简便高效、适应现场能力强等优势正在该领域崭露头角。

5、板环式

板环式称重传感器的结构具有明确的应力流线分布、输出灵敏度高、弹性体为一整体、结构简单、受力状态稳定、易于加工等优点。目前在传感器生产中还占着较大的比例,而对这种结构传感器的设计公式目前还不很完善。

6、振动式

弹性元件受力后,其固有振动频率与作用力的平方根成正比。测出固有频率的变化,即可求出被测物作用在弹性元件上的力,进而求出其质量。振动式传感器有振弦式和音叉式两种。

7、陀螺仪式

陀螺仪式传感器响应时间快(5秒),无滞后现象,温度特性好(3ppm), 振动影响小, 频率测量准确精度高,故可得到高的分辨率和高的计量准确度。

8、光电式

包括光栅式和码盘式两种。光电式传感器曾主要用在机电结合秤上。

称重传感器缺点

称重传感器并不是完美无缺的,它也存在着无法克服的缺点。

1、输出特性非线性

电容式称重传感器的输出特性是非线性的,虽采用差分型来改善,但不可能完全消除。其他类型的电容传感器只有忽略了电场的边缘效应时,输出特性才呈线性。否则边缘效应所产生的附加电容量将于传感器电容器直接叠加,使输出特性非线性。

2、寄生电容影响大

电容式称重传感器的初始电容量小,而连接传感器和电子线路的引线电容、电子线路的杂散电容以及传感器内板极与周围导体构成的电容等所谓寄生电容缺较大,不仅降低了传感器的灵敏度,而且这些电容常常是随机变化的,将使仪器工作很不稳定,影响测量精度。

3、输出阻抗高,负载能力差

电容式称重传感器的容量受其电极的几何尺寸等限制不易做得很大,一般为几十到几百微法,甚至只有几个微法。因此,电容式称重传感器的输出阻抗高,因而负载能力差,易受外界干扰影响产生不稳定现象,严重时甚至无法工作。

称重传感器应用

由称重传感器制作的电子衡器已广泛地应用到各行各业,实现了对物料的快速、准确的称量,特别是随着微处理机的出现,工业生产过程自动化程度化的不断提高,称重传感器已成为过程控制中的一种必需的装置,从以前不能称重的大型罐、料斗等重量计测以及吊车秤、汽车秤等计测控制,到混合分配多种原料的配料系统、生产工艺中的自动检测和粉粒体进料量控制等,都应用了称重传感器,目前,称重传感器几乎运用到了所有的称重领域。

称重传感器误差

1、特性误差

是由设备本身引起的,包括DC漂移值、斜面的不正确或斜面的非线形。毕竟设备理想的转移功能特性和真实特性之间会存在差距。

2、称重传感器应用误差

也就是由操作而产生的误差,包括探针放置错误、探针与测量地点之间不正确的绝缘、空气或其他气体的净化过程中的错误、变送器的错误放置等多种操作错误引发的误差。

3、动态误差

适用于静态条件的传感器会具有较强的阻尼,因此对输入参数的改变响应较慢,甚至要数秒才能响应温度的阶跃改变。一些具有延迟特性的称重传感器会在对快速改变响应时产生动态误差。响应时间、振幅失真和相位失真都会导致动态误差。

4、插入误差

是由于系统中插入一个传感器时,改变了测量参数而产生的误差。使用了一个对系统过于大的变送器、系统的动态特性过于迟缓、系统中自加热加载了过多的热能等,都会导致插入误差。

5、环境误差

称重传感器使用也会受温度、摆动、震动、海拔、化学物质挥发等环境影响,这些因素都极易引发环境误差。

称重传感器使用注意事项

电阻应变式称重传感器是称重传感器使用最广的一种,它的耐用性、可靠性、准确性是不容置疑的,也正是因为它的这些特性,导致它在使用中会遇到一些麻烦,使用称重传感器应注意哪些事项?

1、注意使用环境

高温、粉尘、潮湿以及腐蚀性较高的环境、电磁场环境等都会对称重传感器造成严重损伤会影响。因此要注意称重传感器使用环境,或者在既定环境下选择相应的称重传感器。

2、防止超载

要避免超载给称重传感器带来的损坏,即使称重传感器有一定的过载能力。

3、电路连接

通向显示电路或从电路引出的导线,均应采用屏蔽电缆,感器输出信号读出电路不能与一些能够产生干扰与高热量的设备放在一起。

4、防止杂物玷污传感器

杂物玷污传感器也许会影响传感器的可动部分运动和精度。可在称重传感器周围设置一些“挡板”或者用薄金属板把传感器罩起来。

5、使用电气旁路

为了避免电焊电流或雷击带来的损伤,传感器应采用铰合铜线(截面积约50mm2)形成电气旁路,同时避免强烈的热辐射。

6、安装水平仪

为了保证称重的精度,应对单只传感器安装底座的安装平面用水平仪调整水平。为了使各传感器所承受的负荷基本一致,多个传感器的安装底座的安装面要尽量调整到一个水平面上。

7、要轻拿轻放

称重传感器要防止任何冲击、跌落等,轻拿轻放。同时安装传感器的底座要平整、清洁,有足够的强度和刚性,无任何油膜,胶膜等存在。

8、防止某些横向力作用在传感器上

可采用球形轴承、关节轴承、定位紧固器等有自动定位或复位作用的结构配件。

9、电源线和控制线应绞合起来

合程度50转/米,若传感器信号线需要延长,则应采用特制的密封电缆接线盒。若信号电缆线很长,应考虑采用带有中继放大器的电缆补偿电路。

10、电气连接

传感器的信号电缆不能够和强电电源线或控制线并行布置。

结语:关于称重传感器小编就介绍到这里,相信随着技术的进步,称重传感器凭借其性能特点和优势,将会应用于更多的行业领域,为人们生产生活带来方便。

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