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如何選用稱重傳感器
稱重傳感器被喻為電子衡器的心臟，它的性能在很大程度上決定了電子衡器的準確度和穩(wěn)定性。在設計電子衡器時，經(jīng)常要遇到如何選用傳感器的問題。
稱重傳感器實際上是一種將質(zhì)量信號轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y量的電信號輸出的裝置。用傳感器茵先要考慮傳感器所處的實際工作環(huán)境，這點對正確選用傳感器至關重要，它關系到傳感器能否正常工作以及它的安全和使用壽命，乃至整個衡器的可靠性和安全性。
1.環(huán)境給傳感器造成的影響
（1）高溫環(huán)境對傳感器造成涂覆材料熔化、焊點開化、彈性體內(nèi)應力發(fā)生結構變化等問題。對于高溫環(huán)境下工作的傳感器常采用耐高溫傳感器；另外，必須加有隔熱、水冷或氣冷等裝置。
（2）粉塵、潮濕對傳感器造成短路的影響。在此環(huán)境條件下應選用密閉性很高的傳感器。不同的傳感器其密封的方式是不同的，其密閉性存在著很大差異。
常見的密封有密封膠充填或涂覆；橡膠墊機械緊固密封；焊接（氬弧焊、等離子束焊）和抽真空充氮密封。
從密封效果來看，焊接密封為最佳，充填涂覆密封膠為量差。對于室內(nèi)干凈、干燥環(huán)境下工作的傳感器，可選擇涂膠密封的傳感器，而對于一些在潮濕、粉塵性較高的環(huán)境下工作的傳感器，應選擇膜片熱套密封或膜片焊接密封、抽真空充氮的傳感器。
（3）在腐蝕性較高的環(huán)境下，如潮濕、酸性對傳感器造成彈性體受損或產(chǎn)生短路等影響，應選擇外表面進行過噴塑或不銹鋼外罩，抗腐蝕性能好且密閉性好的傳感器。
（4）電磁場對傳感器輸出紊亂信號的影響。在此情況下，應對傳感器的屏蔽性進行嚴格檢查，看其是否具有良好的抗電磁能力。
（5）易燃、易爆不僅對傳感器造成徹底性的損害，而且還給其它設備和人身安全造成很大的威脅。因此，在易燃、易爆環(huán)境下工作的傳感器對防爆性能提出了更高的要求：在易燃、易爆環(huán)境下必須選用防爆傳感器，這種傳感器的密封外罩不僅要考慮其密閉性，還要考慮到防爆強度，以及電纜線引出頭的防水、防潮、防爆性等。
2.對傳感器數(shù)量和量程的選擇
傳感器數(shù)量的選擇是根據(jù)電子衡器的用途、秤體需要支撐的點數(shù)（支撐點數(shù)應根據(jù)使秤體幾何重心和實際重心重合的原則而確定）而定。一般來說，秤體有幾個支撐點就選用幾只傳感器，但是對于一些特殊的秤體如電子吊鉤秤就只能采用一個傳感器，一些機電結合秤就應根據(jù)實際情況來確定選用傳感器的個數(shù)。
傳感器量程的選擇可依據(jù)秤的最大稱量值、選用傳感器的個數(shù)、秤體的自重、可能產(chǎn)生的最大偏載及動載等因素綜合評價來確定。一般來說，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。但在實際使用時，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、偏載及振動沖擊等載荷，因此選用傳感器量程時，要考慮諸多方面的因素，保證傳感器的安全和壽命。
傳感器量程的計算公式是在充分考慮到影響秤體的各個因素后，經(jīng)過大量的實驗而確定的。
公式如下：
C＝K-0K-1K-2K-3(Wmax＋W)/N
C—單個傳感器的額定量程；W—秤體自重；Wmax—被稱物體凈重的最大值；N—秤體所采用支撐點的數(shù)量；K-0—保險系數(shù)，一般取值在1.2～1.3之間人；K-1—沖擊系數(shù)；K-2—秤體的重心偏移系數(shù)；K-3—風壓系數(shù)。
例如：一臺30t電子汽車衡，最大稱量是30t，秤體自重為1.9t，采用四只傳感器，根據(jù)當時的實際情況，選取保險系數(shù)K-0＝1.25，沖擊系數(shù)K-1＝1.18，重心偏移系數(shù)K-2—＝1.03，風壓系數(shù)K-3＝1.02，試確定傳感器的噸位。
解：根據(jù)傳感器量程計算公式：
C＝K-0K-1K-2K-3（Wmax＋W）/N
可知：
C＝1.25×1.18×1.03×1.02×（30＋1.9）／4
＝12.36t
因此，可選用量程為15t的傳感器（傳感器的噸位一般只有10T、15T、20t、25t、30t、40t、50t等，除非特殊訂做）。
根據(jù)經(jīng)驗，一般應使傳感器工作在其30%～70%量程內(nèi)，但對于一些在使用過程中存在較大沖擊力的衡器，如動態(tài)軌道衡、動態(tài)汽車衡、鋼材秤等，在選用傳感器時，一般要擴大其量程，使傳感器工作在其量程的20%～30%之內(nèi)，使傳感器的稱量儲備量增大，以保證傳感器的使用安全和壽命。
再次，要考慮各種類型傳感器的適用范圍。
傳感器型式的選擇主要取決于稱量的類型和安裝空間，保證安裝合適，稱量安全可靠；另一方面，要考慮廠家的建議。廠家一般會根據(jù)傳感器的受力情況、性能指標、安裝形式、結構型式、彈性體的材質(zhì)等特點規(guī)定傳感器的適用范圍，譬如鋁式懸臂梁傳感器適用于計價秤、平臺秤、案秤等；鋼式懸臂梁傳感器適用于料斗秤、電子皮帶秤、分選秤等；鋼質(zhì)橋式傳感器適用于軌道衡、汽車衡、天車秤等；柱式傳感器適用于汽車衡、動態(tài)軌道衡、大噸位料斗秤等。
3.對傳感器準確度等級進行選擇
傳感器的準確度等級包括傳感器的非線形、蠕變、蠕變恢復、滯后、重復性、靈敏度等技術指標。在選用傳感器的時候，不要單純追求高等級的傳感器，而既要考慮滿足電子秤的準確度要求，又要考慮其成本。
對傳感器等級的選擇必須滿足下列兩個條件：
1.滿足儀表輸入的要求。稱重顯示儀表是對傳感器的輸出信號經(jīng)過放大、A／D轉(zhuǎn)換等處理之后顯示稱量結果的。因此，傳感器的輸出信號必須大于或等于儀表要求的輸入情號大小，即將傳感器的輸出靈敏度代人傳感器和儀表的匹配公式，計算結果必須大于或等于儀表要求的輸入靈敏度。
傳感器和儀表的匹配公式：
傳感器輸出靈敏度*激勵電源電壓*秤的最大稱量
秤的分度數(shù)*傳感器的個數(shù)*傳感器量程
例如：一稱量為25kg的定量包裝秤，最大分度數(shù)為1000個分度；秤體采用3只L—BE—25型傳感器，量程為25kg，靈敏度為2.0±0.008mV／V，拱橋電壓力12V；秤采用AD4325儀表。問采用的傳感器能否與儀表匹配。
解：經(jīng)查閱，AD4325儀表的輸入靈敏度為0.6μV／d，因此根據(jù)傳感器和儀表的匹配公式可得儀表的實際輸入信號為：
2×12×25／1000×3×25＝8μV／d＞0.6μv／d
所以，采用的傳感器滿足儀表輸入靈敏度的要求，能夠與所選儀表匹配。
2.滿足整臺電子秤準確度的要求。一臺電子秤主要是由秤體、傳感器、儀表三部分組成，在對傳感器準確度選擇的時候，應使傳感器的準確度略高于理論計算值，因為理論往往受到客觀條件的限制，如秤體的強度差一點，儀表的性能不是很好、秤的工作環(huán)境比較惡劣等因素都直接影響到秤的準確度要求，因此要從各方面提高要求，又要考慮經(jīng)濟效益，確保達到目的。
稱重傳感器是一種將質(zhì)量信號轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y量的電信號輸出的裝置，它的性能在很大程度上決定了電子衡器的精度和穩(wěn)定性，因此被喻為衡器的心臟。
一、靈敏度的選擇
通常，在傳感器的線性范圍內(nèi)，希望靈敏度越高越好。因為只有靈敏度高時，與被測量對應的輸出信號值才比較大，有利于信號處理。但靈敏度高時，與被測量無關的外界噪聲也會被放大系統(tǒng)放大，影響測量精度。因此，要求傳感器本身應具有較高的信噪比，盡量減少從外界引入的干擾信號。
二、穩(wěn)定性的選擇
傳感器使用一段時間后，其性能保持不變的能力稱為穩(wěn)定性。影響傳感器長期穩(wěn)定性的因素除其本身結構外，主要是使用環(huán)境。因此，要使傳感器具有良好的穩(wěn)定性，必須要有較強的環(huán)境適應能力。在選擇傳感器之前，應對其使用環(huán)境進行調(diào)查，并根據(jù)具體的使用環(huán)境選擇適合的傳感器，或采取適當?shù)拇胧�，減小環(huán)境的影響。
環(huán)境對稱重傳感器會造成如下影響：
1.高溫環(huán)境造成傳感器的涂覆材料融化、焊點開化、彈性體內(nèi)應力發(fā)生結構變化。
2.露天粉塵、潮濕對傳感器造成短路的影響。
3.在腐蝕性較高的環(huán)境下，如潮濕、酸性對傳感器造成彈性體受損或產(chǎn)生短路等影響。
4.電磁場對傳感器輸出紊亂信號的影響。
5.易燃、易爆環(huán)境必須選用特制的防爆傳感器。
傳感器的穩(wěn)定性有定量指標，在超過使用期后，在使用前應重新進行標定，以確定傳感器的性能是否發(fā)生變化。在某些要求傳感器能長期使用而又不能輕易更換或標定的場合，所選用的傳感器穩(wěn)定性要求更嚴格，要能經(jīng)受住長時間的考驗。
三、精度的選擇
精度是傳感器的一個重要的性能指標，它是關系到整個測量系統(tǒng)測量精度的一個重要環(huán)節(jié)。傳感器的精度越高，其價格越昂貴，因此，傳感器的精度只要滿足整個測量系統(tǒng)的精度要求就可以，不必選得過高。這樣就可以在滿足同一測量目的的諸多傳感器中選擇比較便宜和簡單的傳感器。如果測量目的是定性分析的，選用重復精度高的傳感器即可，不宜選用絕對量值精度高的；如果是為了定量分析，必須獲得精確的測量值，就選用精度等級能滿足要求的傳感器。
專家教您如何選擇稱重傳感器
在電子衡器中，稱重傳感器被喻為電子衡器的心臟，如果您是用戶，您該如何去選用您所需要的稱重傳感器？
要全面衡量，因為它的性能在很大程度上決定了電子衡器的準確度和穩(wěn)定性，稱重傳感器的結構形式、量程，準確度等級都是你在選用時的考核標準，下面您將要面對的問題專家為你分擔：
一、稱重傳感器量程的選擇，對于不同的用戶，在購買時首先是量程的確定。
稱重系統(tǒng)的稱量值越接近傳感器的額定容量，則其稱量準確度就越高，但在實際使用時，由于存在秤體自重、皮重及振動、沖擊、偏載等，因而不同稱量系統(tǒng)選用傳感器的量限的原則有很大差別。作為一般規(guī)則，可有： *單傳感器靜態(tài)稱重系統(tǒng)：固定負荷（秤臺、容器等）+ 變動負荷（需稱量的載荷）≤所選用傳感器的額定載荷 X 70% *多傳感器靜態(tài)稱重系統(tǒng)：固定負荷（秤臺、容器等）+ 變動負荷（需稱量的載荷）≤選用傳感器額定載荷 X 所配傳感器個數(shù) X 70%
其中70%的系數(shù)即是考慮振動、沖擊、偏載等因素而加的。
需要說明的是：首先，選擇傳感器得額定容量要盡量符合生產(chǎn)廠家的標準產(chǎn)品系列中的值，否則，選用了非標準產(chǎn)品，不但價格貴，而且損壞后難以代換。其次，在同一稱重系統(tǒng)中，不允許選用額定容量不同的傳感器，否則，該系統(tǒng)沒法正常工作。再者，所謂變動負荷（需稱量的載荷）是指加于傳感器的真實載荷，若從秤臺到傳感器之間的力值傳遞過程中，有倍乘和衰減的機構（如杠桿系統(tǒng)），則應考慮其影響。
二、結構、形式的選擇也同樣重要。
選用何種結構形式的稱重傳感器，主要看衡器的結構和使用的環(huán)境條件。如要制作低外形衡器，一般應選用懸臂梁式和輪幅式傳感器，若對外形高度要求不嚴，則可采用柱式傳感器。此外，衡器使用的環(huán)境若很潮濕，有很多粉塵，則應選擇密封形式較好的；若在有爆炸危險的場合，則應選用本質(zhì)安全型傳感器；若在高架稱重系統(tǒng)中，則應考慮安全及過載保護；若在高溫環(huán)境下使用，則應選用有水冷卻護套的稱重傳感器；若在高寒地區(qū)使用，則應考慮采用有加溫裝置的傳感器。在形式選擇中，有一個要考慮的因素是，維修的方便與否及其所需費用，即一旦稱重系統(tǒng)出了毛病，能否很順利、很迅速的獲得維修器件。若不能做到就說明形式選擇不夠合適。
三、準確度和某些特殊要求。
對于有些用戶和作業(yè)要求來說，這個準確度是極為重要的。而對別外一部分用戶來說，他們除了對傳感器以上功能的要求外，還需要一些其它特殊要求。
因為在在某些稱重系統(tǒng)中，可能有一些特殊的要求，例如軌道衡中希望稱重傳感器的彈性變形量要小一些，從而可以使秤臺在稱量時的下沉量小些，使得貨車在駛?cè)牒婉偝龀优_時，減小沖擊和振動。另外，在構成動態(tài)稱重系統(tǒng)時，不免要考慮所用稱重傳感器的自振頻率，是否能滿足動態(tài)測量的要求。這些參數(shù)，在一般的產(chǎn)品介紹中是不予列出的。因此當要了解這些技術參數(shù)時，應向制造商咨詢，以免失誤。
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