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行业动态

浅谈电子秤称重传感器的选型和现场调试

时间:2017-09-21 13:54 来源: 点击数:

本文介绍电子称重系统的组成、传感器的选型和称重系统的现场调试。

称重系统由显示仪表、传感器、秤体等三大 部分构成。其中,秤体是被称物料与仪表间的机械 传递系统。秤台和传力机构,将物体的重量准确传 递给称重传感器;位于秤台和基础之间的称重传感 器,将被称物体的重量按特定的函数关系转换为毫 伏级电信号,然后再输出到称重仪表。经处理后, 仪表直接显示被称物体的重量数据。通过仪表同工 控机的结合,可以对测量数据进行处理,按照用户 要求完成各种操作。

1.传感器的选型和现场调试

选型和现场调试,主要包括以下内容:秤体设 计,传感器选型、标定以及角差的调节,故障检测 和处理,称重仪表的选择等。

1.1秤体设计

秤体的设计需要考虑称重系统的处理量、机 架、所采用传感器的数量和布局。该公司称重系统 主要是进行自动化配料,秤体为斗式悬挂,传感器 3只,呈水平方向、等边三角形布置。

秤体安装时,应保证称重传感器的垂直度,其 偏差不能超过3°。称重传感器上下连接螺栓,均 应采用能够自动调节受力方向的万向连接机构,以 适应秤体位置发生变化时能保持垂直受力,以免被 损坏。

1.2称重传感器选型

选用称重传感器时要考虑到其灵敏度、最大分 度数和最小检定分度值等。

1 )使用环境

实际上,称重传感器是一种将质量信号转换成 可测量的电信号的输出装置。用传感器,首先要考 虑其所处的实际工作环境。这点对传感器的正确选 用至关重要。一般情况下,高温环境会使传感器涂 覆材料融化、焊点熔化、弹性体内应力发生结构变 化等;粉尘、潮湿会使传感器发生短路;较强腐蚀 性环境会造成传感器弹性体受损或产生短路现象; 电磁场对传感器输出会产生干扰。

2)传感器的数量和量程。其数量的选择, 是根据电子秤的用途、秤体需要支撑的点数。一 般,秤体有几个支撑点就选用几只传感器;量程选 择可依据秤的最大称量值、选用传感器的个数、秤 体自重、可产生的最大偏载及动载因素综合考虑决 定。一般,传感器的量程越接近分配到每个传感器 的载荷,其称量的准确度就越高。但是,实际使用 中,由于加在传感器上的载荷,除被称物体外, 还有秤体自重、皮重、偏载及振动冲击等载荷,因 此,选用传感器时,要考虑诸多方面因素。下面给 出一个经过大量实验验证的经验公式。

C=K0 x K1 xK2xK3 {Wmax+W) / N

式中:C为单个传感器的额定量程;W为秤 体自重;为被称物体净重的最大值;N为秤 体所采用支撑点的数量;h为保险系数,一般取 1.2~1.3之间;t为冲击系数;I为秤体的重心偏 移系数;I为风压系数。

3 )传感器的使用范围。型式选择主要取决于 称重的类型和安装空间。对于制造厂家,它一般规 定传感器的受力情况、性能指标、安装形式、结构 形式和弹性体的材质等。如铝合金悬臂梁传感器, 适于电子计价秤、平台秤、案秤等;钢式悬臂梁传 感器适用于电子皮带秤、分选秤等;钢质桥式传感 器,适于轨道衡、地磅等;柱式传感器适于钱柜娱乐汽车衡、动态轨道衡和大吨位料斗秤等。

4)准确度的等级选择。其准确度等级包括 传感器的非线性、蠕变、重复性、滞后、灵敏度等 指标。选用时,不应盲目追求高等级的传感器,而应考虑电子秤的准确度等级和成本。

1.3标定与角差调节

以电子吊秤为例,角差调节是一个非常重要步 骤。对于有多个承重点的秤,要用一个法码分别放 在各个承重点后观察仪表显示。如显示数据相同, 即可进行标定操作;如结果不同,则根据需要进行 调节。经验上看,通常是将显示重量偏高的调低。 前面介绍的是秤体调节,也可在传感器接线盒内进 行调节。其调节方式有两种:拱桥信号调节和输出 信号调节。理论上说,角差的出现是人为产生,偏 载主要由下列因素造成:秤体设计缺陷、称重传感 器选型不当和秤体安装有误。对称重标定,有反复 校正法和计算法两种。

反复校正法步骤。

①去皮调零。在配料秤空秤下,用与该秤放 大通道的零点调节电位器,使秤值显示近于零(最 小分度值附近),并记下该显示值,作为零点值。

②灵敏度粗调。在该配料秤上加一定重量砝 码配料最大值的30%左右,均匀放在秤体中), 调节灵敏度电位器,使秤显示值等于:砝码重量+ 零点值。

③卸下砝码,重复一次前两步工作。

④灵敏度精调。空秤调零至最小分度值附 近,并记录该零点值。加砝码(均匀放在秤体中) 至配料最大值,调节灵敏度电位器,使显示值等 于:砝码重量+零点值。

⑤观察、记录若干中间值及零点值,计算误 差,必要时重复一遍精调步骤。

计算法步骤,采用以下公式。

X=X1xX2/ (X2-X3)

式中:X为加砝码后应调节到的显示值;尤为 所加砝码总重;Xi为加砝码后实际显示值;X, 加柱码前皮重显示值。

①空秤状态下,调节调零电位器,使皮重显 示值大于零,记下该显示值,得尤。

②配料秤上加砝码均匀放在秤体中至配 料最大值,得兄。观察记录显示值,得X3

③将X、晃、X,代入公式计算得尤,调节灵敏 度电位器,使显示X值,即完成灵敏度调节。

④加减砝码,观察记录若干中间值,计算中 间精度。

2.传感器的故障检测和排除

对于任何一种电子秤,其故障处理均应遵循这 样的步骤:观察(故障观察分析(故障原因检 测(为故障判断提供依据或对判断结果加以验证)— 修复(修理或更换)。可根据实际情况选用下列方法 判断:直观法、替代法、比较法、插拔法和代码诊断法。

阻抗判别法:逐个将传感器的两根输出 线、输人线拆掉,用万用表测试输出、输入阻抗和 信号电缆各芯线与屏蔽层间的绝缘电阻。如果测试 结果达不到合格证上的数值,即可判断为故障传感 器;

信号输出判断:如果阻抗法无法判断传 感器的好坏,可用此法做进一步检查。先给仪表通 电,将传感器的输出线拆掉,在空秤下用万用表测 量其Mv输出值。假设额定激励电压为U(v)传感器 的灵敏度为M(Mv/F),传感器的额定载荷F(kg)则每个传感器的输出加xMxKF(Mv)0如果哪 一只的输出值超出该计算值过多或不稳定,即可判 断该传感器有故障或已被损坏。

3.称重仪表的选择

用多只称重传感器组成一个称重系统时,必须 考虑它采用什么样的工作方式,而且称重传感器的 技术参数必须与仪表的参数匹配。以目前采用的并 联工作方式称重系统为例,它要求系统实际最大电 流必须小于称重仪表的的最大拱桥电流。这可以通 过计算传感器组输入、输出阻抗并与仪表的技术数 据进行匹配来判断。

称重仪表,一般由模拟电路和数字电路两部分 组成。模拟电路包括电源、前置放大器、滤波器、

A/D转换等;数字电路包括处理器、存储器、键 盘和显示器等。仪表故障诊断最简便有效的方法就 是用替代法。在通过检测确认损坏部件后,使用备 用件直接进行更换,可以使系统更快投入使用。


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