淺析稱重傳感器系統(tǒng)設(shè)計和性能補償
稱重傳感器的工作原理：
稱重傳感器采用金屬電阻應(yīng)變片組成測量橋路，利用金屬電阻絲在張力作用下伸長變細(xì)，電阻增加的原理，即金屬電阻隨所受應(yīng)變而變化的效應(yīng)而制成的。
一、什么是稱重傳感器？稱重傳感器是用來將重量信號或壓力信號轉(zhuǎn)換成電量信號的轉(zhuǎn)換裝置。
二、稱重傳感器的構(gòu)造原理。金屬電阻具有阻礙電流流動的性質(zhì)，同一種金屬絲，一般來講，越是細(xì)長，其電阻值就越大。當(dāng)金屬電阻絲受外力作用而伸縮時，其電阻值就會在某一范圍內(nèi)增減。因此，將金屬絲（或膜）緊貼在被測物體上，當(dāng)被測物體受外力而伸縮時，金屬電阻絲（膜）也會按比例伸縮，其阻值也會相應(yīng)變化。稱重傳感器就是將金屬電阻應(yīng)變片粘貼在金屬稱重梁上進行測量重量信號的。
三、稱重傳感器的外形構(gòu)造有圓柱形、S形、長方形等。在整個定值分裝控制系統(tǒng)中,稱重傳感器是影響電子秤測量精度的關(guān)鍵部件,選用gyl-3應(yīng)變式稱重測力傳感器。四片電阻應(yīng)變片構(gòu)成全橋橋路,在所加橋壓u不變的情況下,傳感器輸出信號與作用在傳感器上的重力和供橋橋壓成正比,而且,供橋橋壓u的變化直接影響電子稱的測量精度,所以要求橋壓很穩(wěn)定。毫伏級的傳感器輸出經(jīng)放大后,變成了0-10v的電壓信號輸出,送入v/f變換器進行a/d轉(zhuǎn)換,其輸出端輸出的頻率信號加到單片機8031定時器1的計數(shù)、輸入端t1上。在微機內(nèi)部由定時器0作計數(shù)定時,定時器0的定時時間由要求的a/d轉(zhuǎn)換分辯率設(shè)定。
定時器1的計數(shù)值反映了測量電壓大小即物料的重量。在顯示的同時,計算機還根據(jù)設(shè)定值與測量值進行定值判斷。測量值與給定值進行比較,取差值提供pid運算,當(dāng)重量不足,則繼續(xù)送料和顯示測量值。一旦重量相等或大于給定值,控制接口輸出控制信號,控制外部給料設(shè)備停止送料,顯示測量終值,然后發(fā)出回答令,表示該袋裝料結(jié)束,可進行下袋的裝料稱重。
圖2所示為自動稱重和裝料裝置。每個裝料的箱子或袋子沿傳送帶運動,直到裝有料的電子稱下面,傳送帶停止運動,電磁線圈2通電,電子稱料斗翻轉(zhuǎn),使料全部倒入箱子或袋子中,當(dāng)料倒完,傳送帶馬達(dá)再次通電,將裝滿料的箱子或袋子移出,并保護傳送帶繼續(xù)運行,直到下一次空袋或空箱切斷光電傳感器的光源,與此同時,電子稱料箱復(fù)位,電磁線圈1通電,漏斗給電子秤自動加料,重量由微機控制,當(dāng)電子秤中的料與給定值相等時,電磁線圈1斷電,彈簧力使漏斗門關(guān)上。裝料系統(tǒng)開始下一個裝料的循環(huán)。當(dāng)漏斗中的料和傳送帶上的箱子足夠多時,這個過程可以持續(xù)不斷地進行下去。必要時,工作人員可以隨時停止傳送帶,通過拔碼盤輸入不同的給定值,然后再啟動,即可改變箱或袋中的重量。
本系統(tǒng)選用不同的傳感器,改變稱重范圍,則可以用到水泥、食糖、面粉加工等行業(yè)的自動包裝中。
2.寧波辰邦傳感器在商用電子秤中的應(yīng)用
目前,商用電子計價秤的使用非常普及,逐漸會取代傳統(tǒng)的桿稱和機械案秤。電子計價秤在秤臺結(jié)構(gòu)上有一個顯著的特點:一個相當(dāng)大的秤臺,只在中間裝置一個專門設(shè)計的傳感器來承擔(dān)物料的全部重
稱重傳感器的構(gòu)造原理：
金屬電阻具有阻礙電流流動的性質(zhì)，同一種金屬絲，一般來講，越是細(xì)長，其電阻值就越大。當(dāng)金屬電阻絲受外力作用而伸縮時，其電阻值就會在某一范圍內(nèi)增減。因此，將金屬絲（或膜）緊貼在被測物體上，當(dāng)被測物體受外力而伸縮時，金屬電阻絲（膜）也會按比例伸縮，其阻值也會相應(yīng)變化。稱重傳感器就是將金屬電阻應(yīng)變片粘貼在金屬稱重梁上進行測量重量信號的。
稱重系統(tǒng)設(shè)計：
寧波辰邦認(rèn)為當(dāng)載荷施加到圓柱狀稱重傳感器的中線時，會產(chǎn)生拉伸或壓縮。當(dāng)施加于梁時，會產(chǎn)生剪切 或彎曲。梁可以單端安裝，也可雙端安裝。決定安裝方式的因素包括結(jié)構(gòu)需求、穩(wěn)定性需求和相關(guān)的成本、復(fù)雜程度、維護性等考慮。選用的稱重傳感器應(yīng)當(dāng)在 抗腐蝕、可沖洗等方面滿足工作環(huán)境需求。
寧波辰邦認(rèn)為選擇稱重傳感器的分步是確定最大特測重量(毛重) .這等于工質(zhì)重量、容器及連接附件重量一包括卸壓閥、 工具、混料器及馬達(dá)、梯子、加熱套及加熱工質(zhì)一以及任何其它可能通過管道或?qū)Ч鼙皇┘拥饺萜魃系闹亓恐?。如果容器的皮重超過工質(zhì)重量，鍘量的準(zhǔn)確度就會下降。
壓力容器和帶蒸氣加熱套的容器需嬰額外的補償功能，因為蒸氣的重量會隨溫度和壓力變化。-一個只裝了5000加侖空氣的容器會在室溫壓力增大一個大氣壓時，增重45bs.
稱重傳感器性能補償：
稱重系統(tǒng)的性能受到以下諸多因素的影響:溫度、振動、結(jié)構(gòu)移動、環(huán)境和維護。大多數(shù)系統(tǒng)都帶有溫度補償，補償范圍應(yīng)大于預(yù)期的環(huán)境和工作溫度范圍。若過程容器溫度很高(或很低)，容器與稱重傳感器之聞需要絕熱。
大多數(shù)上等應(yīng)變計稱重傳感器電路中都內(nèi)置零點和跨度的溫度校準(zhǔn)。在常規(guī)溫度極限(-4到160*F)之外工作的稱重傳感器需要額外的修正?；?qū)⒎Q重傳感器周圍的溫度控制在該范圍之內(nèi)。稱重傳感器也需要避免過強的熱輻射，尤其是單側(cè)輻射。
在金屬加工工業(yè)，稱重傳感器需要在高達(dá)500F的溫度下持續(xù)工作。用在應(yīng)變計背面的粘接材料通常無法耐受如此
高溫。在高溫應(yīng)用中，合金制成的應(yīng)變感應(yīng)導(dǎo)線可使用無機(陶瓷)的粘接劑來固定。或者使用火焰噴涂工藝，利用熔融的氧化鋁涂覆應(yīng)變感應(yīng)元件來提供固定。這種固定方法可以短暫承受高達(dá)1000F的溫度。
將稱重系統(tǒng)的支座與支承馬達(dá)等振動沒備或受到車輛移動影響的剛質(zhì)結(jié)構(gòu)、地面等隔離，可以將振動影響降到*低。吸振材料可以用來隔高稱重傳感器與容器之間的振動，但用在振動源時效果會下降.類似地，稱重變送器也可帶有振動噪音過濾功能，但*理想的方法是消除振源。稱重時，稱重傳感器好能停止所有的工質(zhì)流入和 流出，關(guān)閉與容器相連的馬達(dá)和混料器。對于攪拌中的容器，應(yīng)使用緩沖板來減弱工質(zhì)的浪涌和回轉(zhuǎn)。
稱重傳感器的工作環(huán)境是動態(tài)的，因此需要定期檢查。這包括**儀表、線纜和連接的接線盒等裝置上的碎屑、冰、積水(或積液)，防熱、防陽光直射和防風(fēng)。稱重傳感器也需要防止雷擊和電源浪涌。維護工作主要包括檢直稱重傳感器的周圍環(huán)境、結(jié)構(gòu)、走線、接線盒(濕度和固定端)、調(diào)整支架和鎖定桿、定期校準(zhǔn)稱重傳感器，并確保載荷均勻。
稱重傳感器可承受200%量程的側(cè)向裁荷。如果傳感器遭到車輛碰撞或類似的干擾，需要檢查稱重傳感器是否受到了損壞并重新校準(zhǔn)。維護相關(guān)的檢查應(yīng)該在傳感器加載和空載的狀態(tài)下分別進行，并且要在傳感器機身/組織結(jié)構(gòu)所有可能的溫度范圍內(nèi)分別進行。
