称重传感器的选型要求.docx

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称重传感器的选型要求

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称重传感器的选型要求

发布时间：

2009-9-27

的选型应根据应用情况入手，从传感器支撑点的数量、量程、精度等级、环境适应性等几个方面进行选择。

量程的选择

根据经验，一般应使传感器工作在其30％～70％量程内，但对于一些在使用过程中存在较大冲击力的衡器，如动态轨道衡、动态汽车衡、钢材秤等，在选用称重传感器时，一般要扩大其量程，使传感器工作在其量程的20％～40％之内，使传感器的称量储备量增大，以保证传感器的使用安全和寿命，避免超载。

按照使用到额定量程60～70％的建议，假设传感器个数为N，单只传感器量程为m，料仓自重加上满料重量的总重为,则在已知M和N的情况下，按如下公式计算m：

确定此范围后，在传感器规格里面选择最满足此范围的传感器即可。

精度等级的选择

对等级的选择必须满足下列两个条件：

A、要满足仪表输入的要求。

称重仪表是对传感器tq的输出信号经过放大A／D转换等处理之后显示

称量结果的。

因此，称重传感器的输出信号必须大于或等于仪表要求的输入灵敏度值，即将传感器的输出灵敏度代入传感器和仪表的匹配公式：

计算结果须大于或等于仪表要求的输入灵敏度。

B、要满足整台电子秤准确度的要求。

一台电子秤主要是由秤体、传感器、仪表三部分组成，在对传

感器准确度选择的时候，应使传感器的准确度略高于理论计算值，因为理论往往受到客观条件的限制，如秤体的强度差一点，仪表的性能不是很好、秤的工作环境比较恶劣等因素都直接影响到秤的准确度要求，因此要从各方面提高要求，又要考虑经济效益，确保达到目的。

环境适应性选择

用于称重系统中的传感器，一般都要长期工作在各种复杂的环境中，经受温度、湿度、粉尘、腐蚀等

的考验，故必须事先对传感器密封型式做出较合理的选择。

应考虑以下几点：

注意工作温度范围：

对于高温环境下工作的传感器常采用耐高温传感器；另外，苛刻的场合还须加有隔热、水冷或风冷等装置。

选择适当的密封形式：

粉尘、湿热对传感器造成较大的影响。

应选择适当密封形式的传感器，并且在安装时注意避免粉尘、湿热对传感器的影响。

选择适当的材质：

在酸、碱等腐蚀性较高的环境下，应选择抗腐蚀性能好的不锈钢材质且密闭性好的传感器。

选择防爆型：

在易燃、易爆环境下工作的传感器对防爆性能提出了更高的要求，故必须选用防爆传感器，注意电缆线引出头的防水、防潮、防爆性等。

称重传感器的工作原理

发布时间：

2009-9-26

是称重、计量系统中的基础元件，用于感知重量信号并将重量信号转换为mV电压信号，由二次仪表或上位机系统进行进一步处理，传感器的正确选型和使用，是非常关键的，直接影响计量系统的精度和可靠性。

的起源和发展

1938年美国加利福尼亚理工学院教授（西蒙斯）和麻省理工学院教授（鲁奇）分别同时研制出纸基丝绕式电阻应变计，以他们名字的字头和各有二位助手命名为SR-4型，由美国BLH公司专利生产。

为研制应变式负荷传感器奠定了理论和物质基础。

1940年美国BLH公司和Revere公司总工程师（瑟斯顿）利用SR一4型电阻应变计研制出圆柱结构的应变式负荷传感器，用于工程测力和称重计量，成为应变式负荷传感器的创始者。

1942年在美国应变式负荷传感器已经大量生产，至今已有60多年的历史。

的发展经历了70年代的切应力负荷传感器和铝合金小量程负荷传感器两大技术突破；80年代与彻底分离，制定R60国际建议和研发出数字式智能两项重大变革；90年代在结构设计和制造工艺中不断纳入高新技术迎接新挑战，使技术得到极大的发展。

的工作原理

电阻应变式的工作原理：

弹性体（弹性元件，敏感梁）在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在他表面的电阻应变片（转换元件）也随同产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变化（增大或减小），再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号（mV电压），从而完成了将外力变换为电信号的过程。

常用术语解释

灵敏度：

加额定载荷或无载荷时，传感器输出信号的差值。

单位用mV/V表示。

综合误差：

依据OIML　R60，精度等级（国内一般为C3级，分度数3000），±%额定输出。

重复性：

在相同环境条件下，对传感器反复加载到额定载荷并卸载，在加载过程中同一负荷点上输出点的最大差值对额定输出的百分比。

滞后：

从无载荷逐渐加载到额定载荷然后再逐渐卸载，在同一载荷点上加载和卸载输出量的最大差值对额定输出值的百分比。

非线性：

由空载荷的输出值和额定载荷时的输出值所决定的直线和增加负荷之实测曲线之间最大偏差对额定输出值的百分比。

蠕变：

在相同条件下，对传感器反复加载到额定载荷并卸载，在加载过程中同一负荷点上输出值的最大差值对额定输出的百分比。

零点输出：

又叫零点平衡，指在推荐电压激励下，未加载荷时传感器的输出值对额定输出的百分比。

温度补偿范围：

传感器在此温度范围内使用其零点及输出均满足相应的技术指标。

工作温度范围：

传感器在此温度范围内使用其任何性能参数均不会产生永久性有害变化。

零点输出温度系数：

环境温度的变化引起的零平衡变化，一般以温度每变化10℃时，引起的零平衡变化量对额定输出的百分比表示。

额定输出温度系数：

环境温度的变化引起的额定输出变化，一般以温度每变化10时，引起的额定输出变化量对额定输出的百分比表示。

输入电阻：

信号输出端开路，传感器未加负荷时，从电源激励输入端测得的阻抗值。

输出电阻：

电源激励输入端开路，传感器未加负荷时，从信号输出端测得的阻抗值。

绝缘电阻：

传感器的电路和弹性体之间的直流阻抗值。

安全过载：

可以施加于传感器的最大负荷，此时传感器在性能特征上不会产生超出规定值的永久性漂移。

极限过载：

可以施加于传感器，且不会造成传感器结构永久性损坏的最大负荷。

什么是称重传感器以及如何选择称重传感器

发布时间：

2011-1-11

是一种能够将重力转变为电信号的力--电转换装置，是电子衡器的一个关键部件。

能够实现力--电转换的传感器有多种，常见的有电阻应变式、电磁力式和电容式等。

电磁力式主要用于电子天平，电容式用于部分电子吊秤，而绝大多数衡器产品所用的还是电阻应变式。

电阻应变式结构较简单，准确度高，适用面广，且能够在相对比较差的环境下使用。

因此电阻应变式在衡器中得到了广泛地运用。

电阻应变式主要是由弹性体、电阻应变片和补偿电路组成。

弹性体是的受力元件，由优质合金钢或优质铝型材制成。

电阻应变片是由金属箔材腐蚀成栅格形制成，四个电阻应变片以电桥的结构方式粘在弹性体上。

在没有受力的情况下，电桥的四只电阻的阻值是相等的，电桥处于平衡状态，输出为零。

在弹性体受力发生变形时，电阻应变片也跟着一道变形。

在弹性体受力弯曲的过程中，有两个应变片受拉，金属丝变长，电阻值增加；另两片受压，电阻值减小。

这样就导致原来平衡的电桥失衡，在电桥的两端产生了电压差，这个电压差与弹性体受力的大小成正比，检测这个电压差，就可以得到传感器所受重力的大小，这个电压信号经过仪表检测后然计算后，就可以得到相应的重量值。

为了适用各种衡器结构的安装需要，做成了各种各样的结构形式，传感器的名称往往也按照其外形称呼。

如桥式传感器（主要用于汽车衡）、悬臂梁式（地上衡、料斗秤、汽车衡）、柱式（汽车衡、料斗秤）、箱式（台秤）、S型（料斗秤）等。

一种衡器承载体往往有多种结构形式的传感器可供选择，如果传感器选择得当，对于衡器性能的提高是很有帮助的。

电阻应变式的规格很多，小到几百克大到几百吨。

在选择量程的时候，要根据所用衡器的最大秤量来确定，其经验公式为：

传感器总载荷（单个传感器的最大允许载荷X传感器个数）=1/2~2/3衡器的最大秤量。

准确度等级分为A，B，C，D四个级别。

不同级别有不同的误差范围。

A级传感器的要求最高。

等级后面的数字表示检定分度值，数字越大，传感器质量越好。

例如：

C2表示C级，2000个检定分度值；C5表示C级，5000个检定分度值。

显然C5要高于C2。

传感器常用的级别为C3，C5级，这两种级别的传感器可用于制作准确度等级为III级的电子衡器。

的误差主要是由非线性误差、滞后误差、重复性误差、蠕变、零点温度附加误差以及额定输出温度附加误差等引起的。

近年出现的数字传感器，把A/D转换电路和CPU电路放到了传感器里面，传感器输出的就不再是模拟电压信号，而是经过处理的重量数字信号，这样做带来了以下几个优点：

1．仪表可以分别采集每个数字传感器的信号，并通过线性方程式运算，对每一个传感器进行单独标定，这就使得一次性完成四角误差修正成为可能。

而使用模拟式传感器的衡器中最头疼的问题就是四角误差修正，往往要反复多次地调校才能达到要求，而每一次调校都是要将沉重的砝码搬来搬去，既费时又费力。

2．由于仪表可以检测到每一个传感器的信号，所以任何一个传感器出现问题都可以从仪表上观察到，方便检修和维护工作。

3．数字传感器用485接口传送数字信号，传输距离远，且可以免受干扰。

克服了模拟信号远传困难和易受到干扰的问题。

4．数字传感器内部可以通过微处理器对传感器的各项误差进行修正，使得输出的传感器数据更加准确。

被喻为电子衡器的神经系统，它的性能在很大程度上决定了电子衡器的准确度和稳定性。

在设计电子衡器时，经常要遇到如何选用传感器的问题。

实际上是一种将质量信号转变为可测量的电信号输出的装置。

用传感器首先要考虑传感器所处的实际工作环境，这点对正确选用传感器至关重要，它关系到传感器能否正常工作以及它的安全和使用寿命，乃至整个衡器的可靠性和安全性。

环境给传感器造成的影响主要有以下几个方面：

（1）高温环境对传感器造成涂覆材料熔化、焊点开化、弹性体内应力发生结构变化等问题。

对于高温环境下工作的传感器常采用耐高温传感器；另外，必须加有隔热、水冷或气冷等装置。

（2）粉尘、潮湿对传感器造成短路的影响。

在此环境条件下应选用密闭性很高的传感器。

不同的传感器其密封的方式是不同的，其密闭性存在着很大差异。

常见的密封有密封胶充填或涂覆；橡胶垫机械紧固密封；焊接（氩弧焊、等离子束焊）和抽真空充氮密封。

从密封效果来看，焊接密封为最佳，充填涂覆密封胶为量差。

对于室内干净、干燥环境下工作的传感器，可选择涂胶密封的传感器，而对于一些在潮湿、粉尘性较高的环境下工作的传感器，应选择膜片热套密封或膜片焊接密封、抽真空充氮的传感器。

（3）在腐蚀性较高的环境下，如潮湿、酸性对传感器造成弹性体受损或产生短路等影响，应选择外表面进行过喷塑或不锈钢外罩，抗腐蚀性能好且密闭性好的传感器。

（4）电磁场对传感器输出紊乱信号的影响。

在此情况下，应对传感器的屏蔽性进行严格检查，看其是否具有良好的抗电磁能力。

（5）易燃、易爆不仅对传感器造成彻底性的损害，而且还给其它设备和人身安全造成很大的威胁。

因此，在易燃、易爆环境下工作的传感器对防爆性能提出了更高的要求：

在易燃、易爆环境下必须选用防爆传感器，这种传感器的密封外罩不仅要考虑其密闭性，还要考虑到防爆强度，以及电缆线引出头的防水、防潮、防爆性等。

其次对传感器数量和量程的选择：

传感器数量的选择是根据电子衡器的用途、秤体需要支撑的点数（支撑点数应根据使秤体几何重心和实际重心重合的原则而确定）而定。

一般来说，秤体有几个支撑点就选用几只传感器，但是对于一些特殊的秤体如电子吊钩秤就只能采用一个传感器，一些机电结合秤就应根据实际情况来确定选用传感器的个数。

传感器量程的选择可依据秤的最大称量值、选用传感器的个数、秤体的自重、可能产生的最大偏载及动载等因素综合评价来确定。

一般来说，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。

但在实际使用时，由于加在传感器上的载荷除被称物体外，还存在秤体自重、皮重、偏载及振动冲击等载荷，因