由此可見(jiàn),電阻應(yīng)變片、彈性體和檢測(cè)電路是電阻應(yīng)變式稱重中不可缺少的幾個(gè)主要部分。下面就這三方面簡(jiǎn)要論述。
1、電阻應(yīng)變片
電阻應(yīng)變片是把一根電阻絲機(jī)械地分布在一塊有機(jī)材料制成的基底上。電阻應(yīng)變片的一個(gè)重要參數(shù)是靈敏系數(shù)K。當(dāng)其兩端受F力作用時(shí),將會(huì)伸長(zhǎng),也就是說(shuō)產(chǎn)生變形。伸長(zhǎng)時(shí),其橫截面積則縮小,截面圓半徑則減少。電阻應(yīng)變片的電阻變化率(電阻相對(duì)變化)和電阻絲伸長(zhǎng)率(長(zhǎng)度相對(duì)變化)之間成比例的關(guān)系。
需要說(shuō)明的是:靈敏度系數(shù)K是由制作金屬電阻絲材料的性質(zhì)決定的一個(gè)常數(shù),與應(yīng)變片的形狀、尺寸大小無(wú)關(guān)。不同的材料的K值一般在1.7—3.6之間。其次K值是一個(gè)無(wú)因次量,沒(méi)有量綱。
在材料力學(xué)中ΔL/L稱作為應(yīng)變,記作ε,用它來(lái)表示彈性往往顯得太大,很不方便,常常把它的百萬(wàn)分之一作為單位,記作με。
2、彈性體
彈性體是一個(gè)有特殊形狀的結(jié)構(gòu)件。其功能有兩個(gè),首先承受稱重傳感器所受的外力,對(duì)外力產(chǎn)生反作用力,達(dá)到相對(duì)靜平衡;其次,提供一個(gè)高品質(zhì)的應(yīng)變場(chǎng)(區(qū)),使粘貼在此區(qū)的電阻應(yīng)變片比較理想地完成電信號(hào)的轉(zhuǎn)換任務(wù)。
3、檢測(cè)電路
檢測(cè)電路的功能是把電阻應(yīng)變片的阻值變化轉(zhuǎn)變成為電壓輸出。因?yàn)榛菟沟?font color="#0268CA">電橋具有很多優(yōu)點(diǎn),如可以抑制溫度變化的影響,可以抑制側(cè)向力干擾,可以比較方便地解決稱重傳感器的補(bǔ)償問(wèn)題等,所以惠斯登電橋在稱重傳感器中得到了廣泛的應(yīng)用。
稱重傳感器均采用全橋式等臂電橋,主要是因?yàn)槿珮蚴降缺垭姌虻撵`敏度較高,各臂參數(shù)一致,各種干擾的影響容易相互抵消。
稱重傳感器本身是一種堅(jiān)固、耐用、可靠的機(jī)電產(chǎn)品,為了保證其正常使用及測(cè)量精度問(wèn)題,所以需要定期進(jìn)行產(chǎn)品的維護(hù)。
1.稱重傳感器周圍應(yīng)盡量設(shè)置一些“擋板”,甚至用薄金屬板把傳感器罩起來(lái)。
這樣可防止雜物玷污傳感器及某些可動(dòng)部分,而這種“沾污”往往會(huì)使可動(dòng)部分運(yùn)動(dòng)不爽,而影響稱量精度。系統(tǒng)有無(wú)運(yùn)動(dòng)不爽現(xiàn)象,可以用以下方法判別。即在秤臺(tái)上加或減大約千分之一額定負(fù)荷看看稱重顯示儀是否有反映,有反映,說(shuō)明可動(dòng)部分未受“沾污”。
2.所有通向顯示電路或從電路引出的導(dǎo)線,均應(yīng)采用屏蔽電纜。
屏蔽線的聯(lián)接及接地點(diǎn)應(yīng)合理。若未通過(guò)機(jī)械框架接地,則在外接地,但屏蔽線互相聯(lián)接后未接地,是浮空的。注意:有3只傳感器是全并聯(lián)接法,傳感器本身是4線制,但在接線盒內(nèi)換成6線制接法。傳感器輸出信號(hào)讀出電路不應(yīng)和能產(chǎn)生強(qiáng)烈干擾的設(shè)可”控硅,接觸器等)及有可觀熱量產(chǎn)生的設(shè)備放在同一箱體中,若不能保證這一點(diǎn),則應(yīng)考慮在它們之間設(shè)置障板隔離之,并在箱體內(nèi)安置風(fēng)扇。用以測(cè)量傳感器輸出信號(hào)的電子線路,應(yīng)盡可能配置獨(dú)立的供電變壓器,而不要和接觸器等設(shè)備共用同一主電源。
3.傳感器應(yīng)采用鉸合銅線(截面積約50mm2)形成電氣旁路,以保護(hù)它們免受電焊電流或雷擊造成的危害。
傳感器使用中,必須避免強(qiáng)烈的熱輻射,尤其是單側(cè)的強(qiáng)烈熱輻射。
4.電氣連接方面?zhèn)?如傳感器的信號(hào)電纜,不和強(qiáng)電電源線或控制線并行布置(例如不要把傳感器信號(hào)線和強(qiáng)電電源線及控制線置于同一管道內(nèi))。
若它們必須并行放置,那么,它們之間的距離應(yīng)保持在50CM以上,并把信號(hào)線用金屬管套起來(lái)。
5.盡量采用有自動(dòng)定位(復(fù)位)作用的結(jié)構(gòu)配件,如球形軸承、關(guān)節(jié)軸承、定位緊固器等。
他們可以防止某些橫向力作用在傳感器上。要說(shuō)明的是:有些橫向力并不是機(jī)械安裝引起的,如熱膨脹引起的橫向力,風(fēng)力引起的橫向力,及某些容器類衡器上的攪拌器的振動(dòng)引起的橫向力即不是機(jī)械安裝引起的。某些衡器上有些必須接到秤體上的附件(如容器秤的輸料管道等),我們應(yīng)讓他們?cè)趥鞲衅骷虞d主軸的方向上盡量柔軟一些,以防止他們“吃掉”傳感器的真實(shí)負(fù)荷合而引起誤差。
6.要輕拿輕放尤其是由合金鋁制作彈性體的小容量傳感器,任何沖擊、跌落,對(duì)其計(jì)量性能均可能造成極大損害。
對(duì)于大容量的稱重傳感器,一般來(lái)說(shuō),它具有較大的自重,故而要求在搬運(yùn)、安裝時(shí),盡可能使用適當(dāng)?shù)钠鸬踉O(shè)備(如手拉葫蘆、電動(dòng)葫蘆等)。安裝傳感器的底座安裝面應(yīng)平整、清潔,無(wú)任何油膜,膠膜等存在。安裝底座本身應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛性,一般要求高于傳感器本身的強(qiáng)度和剛度。
7.稱重傳感器雖然有一定的過(guò)載能力,但在稱重系統(tǒng)安裝過(guò)程中,仍應(yīng)防止傳感器的超載。
要注意的是,即使是短時(shí)間的超載,也可能會(huì)造成傳感器永久損壞。在安裝過(guò)程中,若確有必要,可先用一個(gè)和傳感器等高度的墊塊代替?zhèn)鞲衅?,到最后,再把傳感器換上。在正常工作時(shí),傳感器一般均應(yīng)設(shè)置過(guò)載保護(hù)的機(jī)械結(jié)構(gòu)件。若用螺桿固定傳感器,要求有一定的緊固力矩,而且螺桿應(yīng)有一定的旋入螺紋深度。一般而言,固定螺桿因采用高強(qiáng)度螺桿。
8.不管在何種情況下,電源線和控制線均應(yīng)絞合起來(lái),合程度50轉(zhuǎn)/米,若傳感器信號(hào)線需要延長(zhǎng),則應(yīng)采用特制的密封電纜接線盒。
若不用此種接線盒,而采用電纜與電纜直接對(duì)接(錫焊端頭),則應(yīng)對(duì)密封防潮特別予以注意,接好后應(yīng)檢驗(yàn)絕緣電阻,且需達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)(2000~5000M),必要時(shí),應(yīng)重新標(biāo)定傳感器。若信號(hào)電纜線很長(zhǎng),又要保證很高的測(cè)量精度,應(yīng)考慮采用帶有中繼放大器的電纜補(bǔ)償電路。
9.水平調(diào)整。
水平調(diào)整有兩個(gè)方面的內(nèi)容。一是單只傳感器安裝底座的安裝平面要用水平儀調(diào)整水平,另一方面是指多個(gè)傳感器的安裝底座的安裝面要盡量調(diào)整到一個(gè)水平面上(用水準(zhǔn)儀),尤其是傳感器數(shù)多于三個(gè)的稱重系統(tǒng)中,更應(yīng)注意這一點(diǎn),這樣做的主要目的是為了使各傳感器所承受的負(fù)荷基本一致。每種稱重傳感器的加載方向都是確定的,而我們使用時(shí),一定要在此方向上加載負(fù)荷。橫向力、附加的彎矩、扭矩力應(yīng)盡量避免。
大家嚴(yán)格按照以上的去操作使用的話,稱重傳感器使用起來(lái)就會(huì)得出的測(cè)量結(jié)果就會(huì)更精確,更方便,而且稱重傳感器也不會(huì)輕易的損壞,壽命以及維護(hù)都可以做到更好!
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。用傳感器應(yīng)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(gè)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(píng)價(jià)方法上,新舊國(guó)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。
稱重傳感器按轉(zhuǎn)換方法分為光電式、液壓式、電磁力式、電容式、磁極變形式、振動(dòng)式、陀螺儀式、電阻應(yīng)變式等8類,以電阻應(yīng)變式使用較為廣泛。
考慮到不同使用地點(diǎn)的重力加速度和空氣浮力對(duì)轉(zhuǎn)換的影響,稱重傳感器的性能指標(biāo)主要有線性誤差、滯后誤差、重復(fù)性誤差、蠕變、零點(diǎn)溫度特性和靈敏度溫度特性等。
在各種衡器和質(zhì)量計(jì)量系統(tǒng)中,通常用綜合誤差帶來(lái)綜合控制傳感器準(zhǔn)確度,并將綜合誤差帶與衡器誤差帶聯(lián)系起來(lái),以便選用對(duì)應(yīng)于某一準(zhǔn)確度衡器的稱重傳感器。國(guó)際法制計(jì)量組織(OIML)規(guī)定,傳感器的誤差帶δ占衡器誤差帶Δ的70%,稱重傳感器的線性誤差、滯后誤差以及在規(guī)定溫度范圍內(nèi)由于溫度對(duì)靈敏度的影響所引起的誤差等的總和不能超過(guò)誤差帶δ。這就允許制造廠對(duì)構(gòu)成計(jì)量總誤差的各個(gè)分量進(jìn)行調(diào)整,從而獲得期望的準(zhǔn)確度。
稱重傳感器在選用過(guò)程中一般要考慮以下問(wèn)題:
1.安裝要求,有些場(chǎng)合就直適合某種特定的稱重傳感器。
2.使用環(huán)境條件,如需密封、防爆等。
3.傳感器的精度等級(jí)。精度等級(jí)通常由彈性體結(jié)構(gòu)決定,以及處理過(guò)程中是否有線性補(bǔ)償。
4.傳感器的量程范圍。估算被測(cè)物體的最大重量在多少,要想獲得較準(zhǔn)備的測(cè)量數(shù)值一般選擇的量程是被測(cè)體最大重量的2到2.5倍。
5.傳感器使用過(guò)程受溫度影響的特性和蠕變特性。
稱重傳感器的分類和選用方法,在我們的測(cè)力行業(yè)當(dāng)中使用非常廣泛,尤其是稱重傳感器的分類和選用方法也是非常方便,并且在使用的過(guò)程當(dāng)中也是非常簡(jiǎn)單,精度高,穩(wěn)定性好,精度是所有選型傳感器首先要考慮的問(wèn)題。