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称重传感器.doc

称重传感器

王恒易
2019-05-10 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《称重传感器doc》,可适用于综合领域

称重传感器称重传感器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。用传感器茵先要考虑传感器所处的实际工作环境这点对正确选用称重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。在称重传感器主要技术指标的基本概念和评价方法上新旧国标有质的差异。传统概念上负荷传感器是称重传感器、测力传感器的统称用单项参数评价它的计量特性。旧国标将应用对象和使用环境条件完全不同的“称重”和“测力”两种传感器合二为一来考虑对试验和评价方法未给予区分。旧国标共有项指标均在常温下进行试验并用非线性、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项指标中的最大误差来确定称重传感器准确度等级分别用、、表示。衡器上使用的一种力传感器。它能将作用在被测物体上的重力按一定比例转换成可计量的输出信号。考虑到不同使用地点的重力加速度和空气浮力对转换的影响称重传感器的性能指标主要有线性误差、滞后误差、重复性误差、蠕变、零点温度特性和灵敏度温度特性等。在各种衡器和质量计量系统中通常用综合误差带来综合控制传感器准确度并将综合误差带与衡器误差带(图)联系起来以便选用对应于某一准确度衡器的称重传感器。国际法制计量组织(OIML)规定传感器的误差带δ占衡器误差带Δ的%称重传感器的线性误差、滞后误差以及在规定温度范围内由于温度对灵敏度的影响所引起的误差等的总和不能超过误差带δ。这就允许制造厂对构成计量总误差的各个分量进行调整从而获得期望的准确度。称重传感器按转换方法分为光电式、液压式、电磁力式、电容式、磁极变形式、振动式、陀螺仪式、电阴应变式等类以电阻应变式使用最广。光电式传感器包括光栅式和码盘式两种。光栅式传感器利用光栅形成的莫尔条纹把角位移转换成光电信号(图)。光栅有两块一为固定光栅另一为装在表盘轴上的移动光栅。加在承重台上的被测物通过传力杠杆系统使表盘轴旋转带动移动光栅转动使莫尔条纹也随之移动。利用光电管、转换电路和显示仪表即可计算出移过的莫尔条纹数量测出光栅转动角的大小从而确定和读出被测物质量。码盘式传感器(图)的码盘(符号板)是一块装在表盘轴上的透明玻璃上面带有按一定编码方法编定的黑白相间的代码。加在承重台上的被测物通过传力杠杆使表盘轴旋转时码盘也随之转过一定角度。光电池将透过码盘接受光信号并转换成电信号然后由电路进行数字处理最后在显示器上显示出代表被测质量的数字。光电式传感器曾主要用在机电结合秤上。液压式传感器如图所示在受被测物重力P作用时液压油的压力增大增大的程度与P成正比。测出压力的增大值即可确定被测物的质量。液压式传感器结构简单而牢固测量范围大但准确度一般不超过。电磁力式传感器它利用承重台上的负荷与电磁力相平衡的原理工作(图)。当承重台上放有被测物时杠杆的一端向上倾斜光电件检测出倾斜度信号经放大后流入线圈产生电磁力使杠杆恢复至平衡状态。对产生电磁平衡力的电流进行数字转换即可确定被测物质量。电磁力式传感器准确度高可达~但称量范围仅在几十毫克至千克之间。电容式传感器它利用电容器振荡电路的振荡频率f与极板间距d的正比例关系工作(图)。极板有两块一块固定不动另一块可移动。在承重台加载被测物时板簧挠曲两极板之间的距离发生变化电路的振荡频率也随之变化。测出频率的变化即可求出承重台上被测物的质量。电容式传感器耗电量少造价低准确度为~。磁极变形式传感器如图所示铁磁元件在被测物重力作用下发生机械变形时内部产生应力并引起导磁率变化使绕在铁磁元件(磁极)两侧的次级线圈的感应电压也随之变化。测量出电压的变化量即可求出加到磁极上的力进而确定被测物的质量。磁极变形式传感器的准确度不高一般为适用于大吨位称量工作称量范围为几十至几万千克。振动式传感器弹性元件受力后其固有振动频率与作用力的平方根成正比。测出固有频率的变化即可求出被测物作用在弹性元件上的力进而求出其质量。振动式传感器有振弦式和音叉式两种。振弦式传感器(图)的弹性元件是弦丝。当承重台上加有被测物时V形弦丝的交点被拉向下且左弦的拉力增大右弦的拉力减小。两根弦的固有频率发生不同的变化。求出两根弦的频率之差即可求出被测物的质量。振弦式传感器的准确度较高可达~称量范围为克至几百千克但结构复杂加工难度大造价高。音叉式传感器(图)的弹性元件是音叉。音叉端部固定有压电元件它以音叉的固有频率振荡并可测出振荡频率。当承重台上加有被测物时音叉拉伸方向受力而固有频率增加增加的程度与施加力的平方根成正比。测出固有频率的变化即可求出重物施加于音叉上的力进而求出重物质量。音叉式传感器耗电量小计量准确度高达~称量范围为g~kg。陀螺仪式传感器如图所示转子装在内框架中以角速度ω绕X轴稳定旋转。内框架经轴承与外框架联接并可绕水平轴Y倾斜转动。外框架经万向联轴节与机座联接并可绕垂直轴Z旋转。转子轴(X轴)在未受外力作用时保持水平状态。转子轴的一端在受到外力(P)作用时产生倾斜而绕垂直轴Z转动(进动)。进动角速度ω与外力P成正比通过检测频率的方法测出ω即可求出外力大小进而求出产生此外力的被测物的质量。陀螺仪式传感器响应时间快(秒)无滞后现象温度特性好(ppm)振动影响小频率测量准确精度高故可得到高的分辨率()和高的计量准确度(~)。电阻应变式传感器利用电阻应变片变形时其电阻也随之改变的原理工作(图)。主要由弹性元件、电阻应变片、测量电路和传输电缆部分组成。电阻应变片贴在弹性元件上弹性元件受力变形时其上的应变片随之变形并导致电阻改变。测量电路测出应变片电阻的变化并变换为与外力大小成比例的电信号输出。电信号经处理后以数字形式显示出被测物的质量。电阻应变式传感器的称量范围为g至数千kg计量准确度达~结构较简单可靠性较好。大部分电子衡器均使用此传感器。称重传感器的选择:TR系列(GEFRAN)称重传感器用于测量在机械引导滚筒上的上经常用来缠绕用的张力塑料膜或胶带的张力。它可以安装在机械底盘上的固定和传送轴上它对末端轴所起到的作用是一个压力敏感元件和负载的功能。它可以用于固定和旋转两种轴上。TR系列传感器可与固定的M螺纹或中心螺纹是与M或M的适配法兰一起供货。主要特征:测量范围为从N到KN精度等级:抗腐蚀内部形成的校准信号最小灵敏度轴线方向是从固定孔开始的度。保护等级:IP(DIN)形成过载保护TC系列负载单元是张力测量传感器它常用于静态测量和动态测量压缩形式具有较好的精度。它的机械部分是由一整块的金属部分组成所以这个基本的测量元件和它的外壳部分没有焊接过程从而使尺寸更小并且加强了保护等级这种点部测量的结构具有个张力测量减少因负载的不完善的应用带来的误差。并联的称重元件的典型应用是:贮藏箱、加料斗、大的称重平台。不锈钢结构适合于石油化学和化学工业中攻击性环境的应用。主要特征:测量范围为从到Kg精度等级:全部不锈钢结构抗腐蚀内部形成的校准信号保护等级:IP(DIN)TU系列负载单元是张力测量传感器它常用于静态测量和动态测量压缩形式具有较好的精度。所有变送器的每个负载单元质块(Kg)经过校准。TU系列准负载从Kg到吨的均可供货。这种型号具有IP的保护等级所以它可以用来使用到一些具有危险的化学工业中它的机械部分是由一整块的金属部分组成所以没有焊接过程。这意味着它可以高度防止机械冲击和振动。这种致密的尺寸意味着这些单元可以使它放置在难于进入和空间较小的位置。主要特征:测量范围为从到Kg精度等级:全部不锈钢结构抗腐蚀保护等级:IP(DIN)压缩尺寸TJHA平行梁传感器编辑本段传感器市场前景预测咨询公司INTECHNOCONSULTING的传感器市场报告显示年全球传感器市场容量为亿美元预计年全球传感器市场可达亿美元以上。调查显示东欧、亚太区和加拿大成为传感器市场增长最快的地区而美国、德国、日本依旧是传感器市场分布最大的地区。就世界范围而言传感器市场上增长最快的依旧是汽车市场占第二位的是过程控制市场看好通讯市场前景。一些传感器市场比如压力传感器、温度传感器、流量传感器、水平传感器已表现出成熟市场的特征。流量传感器、压力传感器、温度传感器的市场规模最大分别占到整个传感器市场的、和。传感器市场的主要增长来自于无线传感器、MEMS(MicroElectroMechanicalSystems微机电系统)传感器、生物传感器等新兴传感器。其中无线传感器在年复合年增长率预计会超过。目前全球的传感器市场在不断变化的创新之中呈现出快速增长的趋势。有关专家指出传感器领域的主要技术将在现有基础上予以延伸和提高各国将竞相加速新一代传感器的开发和产业化竞争也将日益激烈。新技术的发展将重新定义未来的传感器市场比如无线传感器、光纤传感器、智能传感器和金属氧化传感器等新型传感器的出现与市场份额的扩大

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