淺談汽車衡傳感器的原理及應(yīng)用
電子汽車衡器又稱電子地磅，也被稱為地磅，英文為Electronic scale，是廠礦、商家等用于大宗貨物計(jì)量的主要稱重設(shè)備。在二十世紀(jì)80年代之前常見的電子地磅一般是杠桿原理純利用機(jī)械構(gòu)造的機(jī)械式電子地磅，也稱作機(jī)械地磅。二十世紀(jì)80年代中期，隨著高精度稱重傳感器技術(shù)的日趨成熟，機(jī)械式地磅逐漸被精度高、穩(wěn)定性好、操作方便的電子電子地磅所取代。
電子汽車衡是測(cè)量大型貨物的主要儀器，汽車衡也被稱為機(jī)械衡，隨著時(shí)代的發(fā)展，高精度稱重傳感器技術(shù)的日漸成熟，機(jī)械地磅逐漸獲得了較高的精度和穩(wěn)定性，因此，汽車衡被性能良好且易于操作的電子汽車衡所取代，電子汽車衡也可以說是汽車衡的二代產(chǎn)品，電子汽車衡是使用應(yīng)變測(cè)量原理來測(cè)量重量的，通過應(yīng)變計(jì)連接到稱重傳感器的彈性體上，形成惠斯通電橋，當(dāng)負(fù)載為空時(shí)，電橋處于平衡狀態(tài)，輸出為零，當(dāng)彈性體處于負(fù)載狀態(tài)時(shí)，每個(gè)應(yīng)變儀將生成與負(fù)載成比例的應(yīng)變值，以便電子汽車衡可以根據(jù)輸出電壓檢測(cè)外部負(fù)載數(shù)據(jù)。
上世紀(jì)八十年代前，汽車衡主要利用杠桿原理工作，也就是我們所說的機(jī)械式汽車衡。隨著科技的發(fā)達(dá)，傳感技術(shù)的發(fā)展使得汽車衡的測(cè)量精度比簡單的機(jī)械汽車衡更加精準(zhǔn)，而且也更加方便。電子汽車衡根據(jù)物體承受載荷的不同，各應(yīng)變計(jì)根據(jù)載荷發(fā)生變化，因此我們可以看到不同數(shù)據(jù)。由此一來，電子汽車衡越來越多的被人們選擇和使用，成為汽車衡中的中流砥柱。
電子汽車衡由三個(gè)主要部分組成：
1：電子汽車衡的秤體：電子汽車衡的秤體通常由模塊化部件組成，這些部件連接在一起成為稱重平臺(tái)所需的長度。
2：顯示操作終端：也稱為終端儀表，是電子汽車衡的控制面板，通常，可以用作其他外部設(shè)備的連接點(diǎn)。
3：數(shù)據(jù)線：將信號(hào)從稱重傳感器傳輸?shù)诫娮悠嚭饨K端的線纜。
汽車衡構(gòu)成和工作原理：
1：系統(tǒng)構(gòu)成。SCS全電子汽車衡主要由稱重顯示儀表、稱重傳感器、秤體等三大部分構(gòu)成。其中，秤體是被稱物體與轉(zhuǎn)換元件之間的機(jī)械傳力復(fù)位系統(tǒng)，包括接受被稱物體載荷的承載器、傳力復(fù)位機(jī)構(gòu)、限位裝景等，是汽車衡的主要承載部件。起到了承受物體重量的作用。秤臺(tái)和傳力機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)將物體的重量準(zhǔn)確的傳遞給稱重傳感器。稱重傳感器位于秤臺(tái)和基礎(chǔ)之間。將被稱物體的重量按一定的函數(shù)關(guān)系轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)，通過接線盒信號(hào)電纜輸出到稱重顯示儀表。經(jīng)處理后儀表直接顯示被稱物體的重量。
2：工作原理。當(dāng)稱重物體或載重汽車停放在秤臺(tái)上，載荷通過秤體將重量傳遞給稱重傳感器，稱重傳感器將重量轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的mV級(jí)電信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)前置放大、濾波、A/D轉(zhuǎn)換。由微處理器(單片機(jī))對(duì)信號(hào)處理后，數(shù)字顯示部位直接顯示稱重值。
汽車衡現(xiàn)場使用和調(diào)試：
以全電子汽車衡為例。我國稱重傳感器的現(xiàn)場使用和調(diào)試中主要存在下列幾種情況：地基和秤體的處理，傳感器選擇，標(biāo)定以及角差的調(diào)節(jié)，傳感器的各類故障檢測(cè)和排除，稱重儀表的選擇和故障檢測(cè)等。
1：汽車衡傳感器的準(zhǔn)確度等級(jí)
R60《稱重傳感器》建議將傳感器分為四個(gè)準(zhǔn)確度等級(jí)：A、B級(jí)、C級(jí)、D級(jí)。確定準(zhǔn)確度等級(jí)的傳感器最大分度數(shù)以1000為單位表示。
2：汽車衡地基和秤體的處理
SCS全電子汽車衡的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)分為無基坑和淺基坑兩種，施工中應(yīng)滿足下列要求：基礎(chǔ)的地耐力不低于98KPa;基礎(chǔ)必須挖到凍土層以下：有必要有排水溝道的必須修排水溝道。磅房內(nèi)必須設(shè)置一根接地樁，接地電阻必須小于4歐姆。
對(duì)于配置防浪涌保護(hù)裝置的汽車衡和配置防爆裝置的汽車衡有更加嚴(yán)格的要求?；A(chǔ)施工時(shí)必須嚴(yán)格按照提供的指標(biāo)完成，否則將達(dá)不到防浪涌保護(hù)和防爆的要求。
秤體安裝中應(yīng)注意的問題是安裝限位螺栓和調(diào)整限位間隙。安裝時(shí)必須做到限位間隙達(dá)到2-3mm，然后必須擰緊螺母。傳感器的安裝必須遵循傳感器廠家提供的安裝方法。安裝好的秤臺(tái)用水準(zhǔn)儀檢查是否水平。同時(shí)檢查和校正秤臺(tái)四周的間隙，使之達(dá)到安裝要求。
3：汽車衡傳感器選擇
稱重傳感器在選用時(shí)要考慮到很多因素。實(shí)際的使用當(dāng)中要從下列幾個(gè)因素考慮。另外，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)
3.1：使用環(huán)境。稱重傳感器實(shí)際上是一種將質(zhì)量信號(hào)轉(zhuǎn)換成可測(cè)量的電信號(hào)輸出裝置。用傳感器先要考慮傳感器所處的實(shí)際工作環(huán)境，這點(diǎn)對(duì)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(gè)衡器的可靠性和安全性。一般情況下，高溫環(huán)境對(duì)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(duì)傳感器造成短路的影響;在腐蝕性較高的環(huán)境下會(huì)造成傳感器彈性體受損或產(chǎn)生短路現(xiàn)象：電磁場對(duì)傳感器輸出會(huì)產(chǎn)生干擾。相應(yīng)的環(huán)境因素下我們必須選擇對(duì)應(yīng)的傳感器才能滿足必要的稱重要求。
3.2：汽車衡傳感器的數(shù)量和量程。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(gè)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(gè)數(shù)、秤體自重、可產(chǎn)生的最大偏載及動(dòng)載因素綜合評(píng)價(jià)來決定。一般來講，傳感器的量程越接近分配到每個(gè)傳感器的載荷，其稱量的準(zhǔn)確度就越高。但是在實(shí)際的使用當(dāng)中，由于加在傳感器上的載荷除被稱物體外，還存在秤體自重、皮重、偏載及振動(dòng)沖擊等載荷，因此選用傳感器時(shí)。要考慮諸多方面的因素，保證傳感器的安全和壽命。
3.3：各種類型傳感器的使用范圍。傳感器形式的選擇主要取決于稱重的類型和安裝空間，保證安裝合適，稱重安全可靠;另一方面要考慮廠家的建議。
3.4：傳感器的準(zhǔn)確度等級(jí)選擇。傳感器的準(zhǔn)確度等級(jí)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)。在選用的時(shí)候不應(yīng)該盲目追求高等級(jí)的傳感器，應(yīng)該考慮電子衡的準(zhǔn)確度等級(jí)和成本。一般情況下，選用傳感器的總精度為非線性、不重復(fù)性和滯后三項(xiàng)指標(biāo)的之和的均方根值略高于秤的精度。
