淺談如何正確選用地磅傳感器?

2018-10-17  來自: 沈陽AG8亚游集团機電設備有限公司瀏覽次數:70

  稱重傳感器被稱為電子稱重係統及地磅中的心髒部件。稱重傳感器的誤 差和準確度直接關係到稱重係統的準確度。顯而易見,對於選用合適的稱重傳感器並將其用 於相應準確度的稱重係統中去,是具有重要意義的。本文主要從稱重傳感器結構形式、量程、 封裝方式來談如何正確選用稱重傳感器

  1.前言

  稱重傳感器被稱為電子稱重係統及地磅中的心髒部件。科學技術的飛速發展,由稱重傳 感器製作的電子稱重係統及地磅也已廣泛地 應用到各行各業,實現了對物料快速、準確的稱 量。隨著電子微處理技術的發展,工業生產過程 中自動化程度的不斷提高,稱重傳感器已成為過 程控製中一種必需的裝置,從大型罐體、反應釜、 料倉等的稱重,以及吊車秤、汽車秤等計測控製, 到混合分配多種原料的配料係統、生產工藝中的 自動檢測和粉粒體進料量控製等,都應用了稱重 傳感器。

  稱重傳感器的誤差和準確度直接關係到稱重 係統的準確度。顯而易見,對於選用合適的稱重 傳感器並將其用於相應準確度的稱重係統中去, 是具有重要意義的。正確選用稱重傳感器是要結 合稱重係統的實際情況,充分考慮稱重傳感器的 結構形式、額定載荷、封裝方式等因素。

  2.稱重傳感器結構形式的選擇

  目前市麵上的的稱重傳感器結構形式主要有: 柱式稱重傳感器、雙剪切稱重傳感器、單剪切稱 重傳感器、輪輻式稱重傳感器、扭環式稱重傳感 器、雙聯孔平行梁式稱重傳感器、懸臂梁傳感器、 S型傳感器、板環式稱重傳感器等等。這裏需要強 調的是,以上結構形式一般是根據外形使用特點 給出的通俗叫法,並不是嚴格意思上產品在使用 中的應變力學模型俗稱。以柱式稱重傳感器為例, 目前市麵上產品外形完全一樣的產品,其內部受 力結構分為純柱和雙盲孔剪切結構兩種。

  從理論上講,任何稱重係統都可以選用任何 結構形式的的稱重傳感器。如果要充分考慮稱重 係統的可靠性、準確性、經濟實用性等方麵,不 同的選擇將產生不同的效果。比如要對一個罐體 反應釜進行稱重。既可以選擇支撐方式、也可 以選擇吊掛方式。同樣對於軌道衡、皮帶秤等其 他地磅也即可選擇支撐方式,也可選擇吊掛方式。 來了解一下支撐式和吊掛式稱重係統的優缺點, 再選擇稱重傳感器的結構形式就相對容易一些。

  2.1吊掛式稱重係統

  吊掛式稱重係統中稱重傳感器處於在受重力 拉伸的狀態下,重物的重力方向比較容易與稱重 傳感器的受力幾何中心軸線一致。整個稱重係統 的複位比較好。大部分結構形式的稱重傳感器都 可以通過吊掛連接件實現吊掛形式的稱重計量。 但在安裝空間受限、稱量範圍大且對安全過載保 護裝置要求高的場合一般不適用這種安裝方式。 在中、小量程的稱重係統中使用較多。應用在吊 掛式稱重係統中的稱重傳感器主要有S型稱重傳 感器、板環式稱重傳感器、銷軸式稱重傳感器等。

  2.2支撐式稱重係統

  采用支撐方式安裝應用的稱重係統是非常廣 泛,小到電子天平,大到汽車衡、電子料位計等。 采用支撐式安裝方式的稱重係統稱量上限值大、 具有安全的過載保護能力、安裝連接件占據空間 小。單支撐式稱重係統的缺點在於要保證重物的 受力與稱重傳感器的受力軸線吻合比較困難。必 須要求稱重傳感器及其連接件具有良好的抗側向 力能力和迅速穩定的複位功能。不同結構形式的 稱重傳感器在對重力引入裝置的要求也不同,在 選用時一 定要按照使用要求選擇合適的連接件。

  3.稱重傳感器量程的選擇

  根據OIMLR60號國際建議這樣描述的:稱重 傳感器的量程範圍總是大於稱重係統的稱量範圍。 稱重係統若由n個傳感器組成,則每個傳感器的 量程範圍應大於稱量範圍的1/n。稱量範圍的下限 是由稱重係統的稱重機構決定的。在不同的稱重 係統中,對稱重機構的強度、剛度有不同的要求, 所以稱重範圍的下限在傳感器量程範圍內所占的 比重也有很大的差異。為了保證稱量範圍內有足 夠大的分度數,則應適當增大傳感器的量程範圍。

  結合實際情況稱重傳感器的量程選擇可依據 稱重的大稱量值、選用傳感器的個數、秤體自 重、可產生的大偏載及動載因素綜合評價來決 定。一般來講,傳感器的量程越接近分配到每個 傳感器的載荷,其稱量的準確度就越高。但是在 實際的使用當中,由於加載在稱重傳感器上的載 荷除被稱量物體外,還存在承載體自重、皮重、 偏載及振動衝擊等載荷,因此選用稱重傳感器時, 要考慮諸多方麵的因素,保證傳感器的安全和壽 命。下麵給出一個僅供參看的經驗公式。

  公式如下:

  C=K0x K1x K2x K3 (Wmax+W /N 式中:C—單個傳感器的額定量程 W——承載體自重 Wmax——被稱物體淨重的大值 N—承載體所采用支撐點的數量 K0-保險係數,一般取1.2〜1.3之間 K1-衝擊係數

  K2-承載體的重心偏移係數 K3-風壓係數 如果上述公式中的參數無法確定,可依據下 述依據經驗給出的簡易公式計算:

  C=ax (Wmax+W / N a值的大小,依據下述使用條件給定 當N個傳感器均勻受載,且在無振動、無衝 擊條件下工作時,a=1.1〜1.3 ;

  當偶爾有衝擊振動時,a=1.3〜1.5 ;

  當在有重複性的衝擊振動條件下進行動態稱 重時,a=1.7〜2.0

  當N個傳感器不均勻受載時,則根據偏載可 能形成的大載荷乘以上述係數即可。

  4.稱重傳感器封裝形式的選擇

  稱重傳感器一般都長期使用在各種複雜的工 況的環境中。長期經受溫度、濕度的變化,有些 還工作在具有粉塵及腐蝕氣體等環境中。所以在 選擇稱重傳感器時根據使用環境、使用條件合理 選擇稱重傳感器的封裝形式也是比較關鍵。

  稱重傳感器的封裝方式一般采用全密封方式 和局部密封方式兩種。全密封方式就是除了電纜 出線部位外,將敏感元件、補償元件以及電路完 全封閉,與外界環境完全隔離。一般采用金屬膜 片、金屬波紋管及其他柔性材料製作的波紋管或 膜片通過激光焊接、氬弧焊等方法實現;也有通 過,多層密封膠填充或直接注塑成型來實現。局 部密封方式則是僅對容易受濕度等影響的局部進行密封保護,彈性體大多還是處於裸露狀態,這 種密封方式多數還是采用密封膠的塗覆方式進行 封裝,比較常見的產品為電子計價秤中使用的雙 聯孔平行量結構的稱重傳感器。

  實際應用當中稱重傳感器要具有很高的可靠 性和穩定性,必須要重視對稱重傳感器的封裝方 式選擇。選用的製約因素有:

  4.1使用環境和條件

  長期工作在濕度較高、具有腐蝕氣體和粉塵 的環境中,必須采用全密封的方式的稱重傳感器, 如果使用環境在室內,且基本上恒溫恒濕則可使 用局部密封方式的稱重傳感器。

  4.2小量程的稱重傳感器

  全密封方式的小量程稱重傳感器采用全密封 方式的成本比較高,在製造當中也有一 定的報廢 率,因其采用全密封的過程中膜片或波紋管的焊接 對其原本形變量的影響較大,很容易致使原產品在 封裝前的準確度遭到破壞。相對來講,小量程稱重 傳感器一般使用都在室內,且相當一部分在實驗 室。絕大多數情況下是可以選擇局部密封方式的稱 重傳感器。確實對封裝方式有特殊要求的還是必須 采用全密封方式。

  4.3準確度等級

  全密封結構形式的稱重傳感器都是對於準確 度較高的稱重係統而言,在使用要求不高的情況 下,為了降低成本沒有必要采用全密封方式的稱 重傳感器,譬如:過載保護場合、判斷稱重信號 作為開關量的場所等。

  4.4安裝方式

  不同的安裝方式及安裝空間對其所使用的稱 重傳感器尺寸外形都有一 定的要求,是否采取用全密封方式還要取決於彈性體的外形。

  5.結語

  稱重傳感器正確選用的重要性不言而喻,上 文主要從三個方麵進行了闡述,根據稱重係統實 際現場的應用環境以及條件,綜合考慮對稱重傳 感器的選用不僅僅是以上述三個方麵為準,譬如 對稱重傳感器材質、準確度等級、連接附件以及 成本等的選擇也是至關重要。同時也必須考慮後 續檢定、維護拆裝的方便性等。本文旨在拋磚引 玉,淺談如何正確選用稱重傳感器,以便引起大 家的重視。

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