传感器的选择环境给传感器造成的影响主要有以下几个方面:1. 温环境对传感器造成涂覆材料熔化、焊点开化、弹性体内应力发生结构变化等问题。
对于高温环境下工作的传感器常采用耐高温传感器。
另外,必须加有隔热、水冷或气冷等装置。
2. 粉尘、潮湿对传感器造成短路的影响。
在此环境条件下应选用密闭性很高的传感器。
不同的传感器其密封的方式是不同的 其密闭性存在着很大差异。
常见的密封有密封胶充填或涂覆,橡胶垫机械紧固密封,焊接,氩弧焊、等离子束焊和抽真空充氮密封。
从密封效果来看,焊接密封为最佳充填涂覆密封胶为量差。
对于室内干净、干燥环境下工作的传感器,可选择涂胶密封的传感器。
而对于一些在潮湿、粉尘性较高的环境下工作的传感器, 应选择膜片热套密封或膜片焊接密封、抽真空充氮的传感器。
3. 在腐蚀性较高的环境下 如潮湿、酸性对传感器造成弹性体受损或产生短路等影响,应选择外表面进行过喷塑或不锈钢外罩,抗腐蚀性能好且密闭性好的传感器。
4. 电磁场对传感器输出紊乱信号的影响。
在此情况下应对传感器的屏蔽性进行严格检查,看其是否具有良好的抗电磁能力。
5. 易燃、易爆不仅对传感器造成彻底性的损害,而且还给其它设备和人身安全造成很大的威胁。
因此在易燃、易爆环境下工作的传感器对防爆性能提出了更高的要求,在易燃、易爆环境下必须选用防爆传感器 这种传感器的密封外罩不仅要考虑其密闭性,还要考虑到防爆强度,以及电缆线引出头的防水、防潮、防爆性等。
称重传感器被喻为电子衡器的心脏,它的性能在很大程度上决定了电子衡器的准确度和稳定性。
称重传感器实际上是一种将质量信号转变为可测量的电信号输出的装置。
选用传感器之前要考虑传感器所处的实际工作环境,这点对正确选用传感器至关重要,它关系到传感器能否正常工作以及它的安全和使用寿命,乃至整个衡器的可靠性和安全性。
称重传感器选用的一般规则: 在电子衡器中,选用何种称重传感器要全面衡量。
下面就称重传感器的结构形式、量程,准确度等级的选择上讲述一般要考虑的几个方面。
一、结构、形式的选择选用何种结构形式的称重传感器。
主要看衡器的结构和使用的环境条件。
如要制作低外形衡器,一般应选用悬臂梁式和轮幅式传感器。
若对外形高度要求不严,则可采用柱式传感器。
此外,衡器使用的环境若很潮湿,有很多粉尘,则应选择密封形式较好的;若在有爆炸危险的场合,则应选用本质安全型传感器;若在高架称重系统中,则应考虑安全及过载保护;若在高温环境下使用,则应选用有水冷却护套的称重传感器;若在高寒地区使用,则应考虑采用有加温装置的传感器。
在形式选择中,有一个要考虑的因素是:维修的方便与否及其所需费用。
即一旦称重系统出了毛病,能否很顺利、很迅速的获得维修器件。
若不能做到就说明形式选择不够合适。
二、量程的选择称重系统的称量值越接近传感器的额定容量,则其称量准确度就越高。
但在实际使用时由于存在秤体自重、皮重及振动、冲击、偏载等,因而不同称量系统选用传感器的量限的原则有很大差别。
作为一般规则,可有:*单传感器静态称重系统:固定负荷(秤台、容器等)+变动负荷(需称量的载荷)≤所选用传感器的额定载荷X70%。
*多传感器静态称重系统:固定负荷(秤台、容器等)+变动负荷(需称量的载荷)≤选用传感器额定载荷X所配传感器个数X70% 。
其中70%的系数即是考虑振动、冲击、偏载等因素而加的。
需要说明的是:首先,选择传感器得额定容量要尽量符合生产厂家的标准产品系列中的值,否则,选用了非标准产品,不但价格贵,而且损坏后难以代换。
其次在同一称重系统中,不允许选用额定容量不同的传感器。
否则,该系统没法正常工作。
再者,所谓变动负荷(需称量的载荷)是指加于传感器的真实载荷,若从秤台到传感器之间的力值传递过程,有倍乘和衰减的机构(如杠杆系统),则应考虑其影响。
三、准确度的选择称重传感器的准确度等级的选择。
要能够满足称重系统准确度级别的要求,只要能满足这项要求即可。
即若2500分度的传感器能满足要求,切勿选用3000分度的。
若在一称重系统中使用了几只相同形式 相同额定容量的传感器并联工作时,其综合误差为Δ。
则有:Δ=Δ/n1/2(2—12) 其中:Δ:单个传感器的综合误差;n:传感器的个数。
另外,电子称重系统一般由三大部分组成:他们是称重传感器,称重显示器和机械结构件。
当系统的允差为1时,作为非自动衡器主要构成部分之一的称重传感器的综合误差(Δ)一般只能达到0.7的比例成分。
根据这一点,自不难对所需的传感器准确度做出选择。
四、某些特殊要求应如何达到在某些称重系统中,可能有一些特殊的要求,例如轨道衡中希望称重传感器的弹性变形量要小一些,从而可以使秤台在称量时的下沉量小些,使得货车在驶入和驶出秤台时减小冲击和振动。
另外,在构成动态称重系统时,不免要考虑所用称重传感器的自振频率是否能满足动态测量的要求。
这些参数,在一般的产品介绍中是不予列出的。
因此当要了解这些技术参数时,应向制造商咨询,以免失误。
称重传感器小知识1. 什么是称重传感器称重传感器是用来将重量信号或压力信号转换成电量信号的转换装置。
2. 称重传感器的外形构造与测重形式称重传感器的外形构造随被测对象的不同,其外形构造也会不同。
A 比较常见的称重传感器的外形构造柱式,S型,轮辐式,环式,碟式,箱形等。
B 测重形式正应力测量(柱型、单点式等),剪应力测量(双剪切梁式、部分S型、轮辐式等);又可分为压式(柱式、碟式等)、拉式(部分S型传感器、环式传感器)、拉压两用(部分柱式、轮辐式、S型等)C 弹性元件内部应变梁的结构形式平行梁、剪切梁等。
D 不同结构形式的传感器的应用对象柱式——大吨位汽车衡、轮道衡、料斗秤、料罐秤 试验机 力值监控与测量等S型——用于料斗秤、料罐秤、包装机 材料试验机等双剪切梁式——汽车衡、轨道衡等单点式——天平、计价秤、计数秤、平台秤 工业现场重量控制及测量3. 称重传感器的电路组成称重传感器进行测量时,我们需要知道的是应变计受到载荷时的电阻变化。
通常采用应变计组成桥式电路(惠斯登电桥),将应变计引起的电阻变化转换成电压变化来进行测量的。
设 电桥的输入激励电压为Ei 则电桥的输出电压△E0为△E0=Ei×[(R1R3-R2R4)/(R1+R2)(R3+R4)]令电桥的初始条件为R1=R2=R3=R4 则△E0=0。
设电阻值R1的应变计受应变作用后的电阻变化为R+△R 则电桥的输出电压△E0为 △E0=Ei[△R/(4R+2△R)]≌(△R/4R)Ei (R>>△R)由于△R=R×K0×ε 所以△E0=(Ei×K0×ε)/4例如:设K0=2 ε=1000×0.000001, Ei=1V则: △E0=(1×2×1000×0.000001)/4=0.5mV式中:K0=系数(一般为2)ε=应变系数(一般为500×0.000001~2000×0.000001;相当于10~40Kgf/mm2。
) Ei = 输入的激励电压为了增加电桥的视在输出,大多都将电桥设计成4枚应变计都受力作用的形式(4个工作片)。
此时△E0=0.5mV×4=2 mV4.传感器的输出灵敏度的表示方法传感器响应(输出)的变化对相应的激励(施加的载荷)变化的比。
传感器的输出灵敏度采用额定载荷状态电桥的输出电压与输入激励电压之比值(mV/V)来表示。
通常称传感器的输出灵敏度。
5. 为什么传感器内部要加补偿电路称重传感器在制造过程中,为了改善它的性能,特别是改善温度特性,一般要在应变计电路中附加对零点和灵敏度的温度补偿。
即除了应变计外,其中还增加了各种补偿电阻。
零点补偿的目的是尽量减小电桥零点随温度的变化。
因此,除应变计本身的温度自补偿外 又加入了电阻温度系数和电桥中应变计的温度系数不同的电阻元件(如铜电阻或镍电阻等)以加强补偿作用。
灵敏度补偿的目的是减小输出电压随温度的变化 即补偿弹性体的弹性系数和应变计的灵敏度系数随温度的变化。
因此,对电桥中串接了两个与电桥温度补偿作用相同的电阻。
同时电路中的其它电阻用于将电桥的初始平衡 额定输出和输入电阻等参数调整到规定的数值。
6. 称重传感器的参数指标(中英文对照)Model: STC-100Kg (型号规格)Cap: 100Kg (量程范围)Date: 2007-05-28 (生产日期)S/N: 123456 (出厂编号)FSO: 2.9981 mV/V (灵敏度)Recommended Excitation: 10V AC/DC (推荐激励电压)Maximum Excitation: 15V AC/DC (最大激励电压)Output at Rated Load: 2.9981 mV/V (额定负荷输出)Non Linearity: <0.020% (非线性)Hysteresis: <0.020% (滞后)Creep(30 minutes): 0.029% (30分钟蠕变)Non Repeatability: <0.01% (重复性)Zero Retum (30 minutes): 0.030% (30分钟零点漂移)Temp. Effect/℃ on Span: <0.015% (温度变化1℃对量程的影响)Temp. Effect/℃ on Zero: <0.0026% (温度变化1℃对零点的影响) Compensated Temp.Range: -10 to 40℃ (温度补偿范围)Operating Temp. Range: -20 to 60℃ (工作温度范围)Zero Balanc : ±1% (零点平衡)Input Resistance: 380±5Ω (输入阻抗)Output Resistance: 350±3Ω (输出阻抗)Insulation Resistance(50VDC): >5000MΩ (绝缘电阻)Safe Overload: 150% (安全过载)Ultimate Overload: 300% (极限过载)7. 称重传感器引线功能的具体判断方法由于不同生产厂家的传感器引线的颜色不同,所以不能以具体颜色来判断引线功能。
使用万用表的电阻档可以具体判断引线功能①——②激励电压输入端(简称输入端)③——④重量毫伏信号输出端(简称输出端)测量引线测量数据功能确认①——② 380±5Ω 输入端③——④ 350±3Ω 输出端①——③①——④ 300±3Ω 数值相等电桥平衡②——③②——④ 300±3Ω 数值相等电桥平衡注:若出现不相等的数据时,则表明传感器已经损坏,应更换。