現(xiàn)代地磅稱重系統(tǒng)中的傳感器技術(shù)及其應(yīng)用
文章詳細(xì)論述了現(xiàn)代地磅稱重系統(tǒng)中的傳感 器技術(shù)、理論基礎(chǔ)、工作原理、構(gòu)造以及在實(shí)際工作中的應(yīng)用, 使我們對(duì)其有一個(gè)較系統(tǒng)的了解。
地磅是許多地方、許多行業(yè)都要用到的稱重系統(tǒng),有其 不可替代的重要作用,其基本構(gòu)造主要包括稱體、傳感器、顯 示儀表及稱重軟件。
這里主要介紹一下地磅稱重系統(tǒng)中的傳感器技術(shù)。它 是檢測(cè)系統(tǒng)的第一個(gè)環(huán)節(jié),它是以一定的精度把被測(cè)量轉(zhuǎn)換 成與之有確定關(guān)系的、便于應(yīng)用的某種量值的測(cè)量裝置,即感 受被測(cè)信息并傳送出去。傳感器分類較多、用途較廣,而稱重 系統(tǒng)中測(cè)量的是稱重物體產(chǎn)生的極力信號(hào),故適用于電阻應(yīng) 變式傳感器,實(shí)現(xiàn)稱重物體的重量(也就是)玉力非電量)與電 阻信號(hào)(電量)的轉(zhuǎn)換。傳感器的敏感元件感受到)玉力信號(hào), 再經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路、輸出電路轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的電壓或電流信號(hào) 輸出給顯示儀表和計(jì)算機(jī)系統(tǒng),即可顯示出稱量值,并打印磅 單,還可由計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。
電阻應(yīng)變式傳感器其工作原理(理論基礎(chǔ))就是電阻應(yīng)變 效應(yīng)。此效應(yīng)是金屬導(dǎo)體(歷力傳感器所用材質(zhì))所獨(dú)具的特 性。金屬導(dǎo)體的電阻隨著機(jī)械變形(伸長或縮短)的大小發(fā)生 變化的現(xiàn)象稱為金屬的電阻應(yīng)變效應(yīng)。是應(yīng)變式傳感器的工 作基礎(chǔ)。
下面具體介紹電阻應(yīng)變效應(yīng):根據(jù)物理學(xué)知識(shí)知道,金屬 導(dǎo)體的電阻與其長度和橫截面積有關(guān)
由此可知,電橋的靈敏度與輸入電壓成正比,與橋臂比 有關(guān),當(dāng)電橋平衡時(shí),即橋臂比為1時(shí),電橋靈敏度為輸入電 壓的1/4。所以只要改變輸入電壓,則靈敏度也隨之改變,而 其他量值的改變并不會(huì)改變電橋的靈敏度。
以上是對(duì)電阻應(yīng)變式傳感器的工作原理的介紹,正是基 于電阻應(yīng)變式傳感器的電阻應(yīng)變效應(yīng),決定了它適于測(cè)量由 機(jī)械力作用而產(chǎn)生的應(yīng)變信號(hào)。而在地磅稱重系統(tǒng)中要測(cè) 量的恰好是由稱重物體經(jīng)過地磅時(shí)由物體的重量作用于稱 板上而產(chǎn)生的變形。故比較適合選用電阻應(yīng)變式傳感器。由 稱重物體(機(jī)械力信號(hào))擠壓稱體使傳感器產(chǎn)生向下的變形, 而這一變形就產(chǎn)生了電阻變化,即由機(jī)械力非電量的變化轉(zhuǎn) 化為電量的變化,再經(jīng)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)的變化送到 測(cè)量儀表上,根據(jù)測(cè)量儀表的顯示數(shù)據(jù),我們就可以獲得稱 重物體的重量。
以下介紹在稱重系統(tǒng)中傳感器的選購,基于以上的原理 介紹,并結(jié)合實(shí)際情況,在實(shí)際的地磅稱重系統(tǒng)中,根據(jù) 現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況以及環(huán)境要求等綜合因素,首先要根據(jù)工作 實(shí)際中經(jīng)常要稱重物體的重量范圍來確定所要設(shè)計(jì)的稱重系 統(tǒng)的最大量程,另外還要考慮到符合現(xiàn)代化大型運(yùn)輸車的長 度,設(shè)計(jì)稱板的長度,繼而決定用幾個(gè)傳感器。比如,一個(gè) 100噸的地磅,一般用6?8個(gè)傳感器,再根據(jù)稱重量程以 及所用傳感器數(shù)量,決定每個(gè)傳感器的量程,一般是根據(jù)這 樣一個(gè)原則:所設(shè)計(jì)的稱重系統(tǒng)的最大量程應(yīng)在所選各個(gè)傳 感器的量程之和的三分之一到三分之二之間,所以此稱重系 統(tǒng)所用傳感器的量程大小應(yīng)為2*100/6到3*100/6之間,大 約35噸到50噸之間,另外考慮稱重過程中偶然性的稱重物體 的重量超過地磅的量程時(shí),不至于損壞傳感器,所以可采 用40噸以上或50噸的傳感器。選購好傳感器后,就要進(jìn)行放 置連接,一般是根據(jù)稱板長度將幾個(gè)傳感器均勻、等距地放 在四個(gè)角和兩個(gè)長邊上,每個(gè)傳感器一般有電源正(EX+),電 源負(fù)(EX-),感應(yīng)正(SN+),感應(yīng)負(fù)(SN-),信號(hào)正(SIG+),信號(hào) 負(fù)(SIG-)和屏蔽線等七條線,把傳感器的引出線都引到接線 板上,對(duì)應(yīng)地接好,且對(duì)應(yīng)每一個(gè)傳感器有一個(gè)可調(diào)電位器, 用來微調(diào)每個(gè)傳感器的輸出電流信號(hào)。以使幾個(gè)傳感器在空 稱時(shí)達(dá)到各點(diǎn)平衡,保證稱重的精確度,另外有一組線引出 接線板到顯示儀表上,不同的儀表與傳感器的接線方法不盡 相同,所以其接線方法在這里就不詳盡敘述。
以上是本人基于稱重系統(tǒng)中的傳感器的工作原理并結(jié)合 實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)所作的一些探討,愿與大家共享,希望能有所 幫助,其中可能會(huì)有一些不足或不太完善的地方,也希望大 家能給予指正。