摘要: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定性。在設計電子衡器時,經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量信號轉變為可測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.環境給傳感器造成的影響
(1)高溫環境對傳感器造成涂覆材料熔化、焊點開化、彈性體內應力發生結構變化等問題。對于高溫環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。
?。?)粉塵、潮濕對傳感器造成短路的影響。在此環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*,充填涂覆密封膠為量差。對于室內干凈、干燥環境下工作的傳感器,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。
?。?)在腐蝕性較高的環境下,如潮濕、酸性對傳感器造成彈性體受損或產生短路等影響,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。
?。?)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。
?。?)易燃、易爆不僅對傳感器造成*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.對傳感器數量和量程的選擇
傳感器數量的選擇是根據電子衡器的用途、秤體需要支撐的點數(支撐點數應根據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實際情況來確定選用傳感器的個數。
傳感器量程的選擇可依據秤的zui大稱量值、選用傳感器的個數、秤體的自重、可能產生的zui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,經過大量的實驗而確定的。
稱重傳感器是一種將質量信號轉變為可測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,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定性。影響傳感器長期穩定性的因素除其本身結構外,主要是使用環境。因此,要使傳感器具有良好的穩定性,必須要有較強的環境適應能力。在選擇傳感器之前,應對其使用環境進行調查,并根據具體的使用環境選擇適合的傳感器,或采取適當的措施,減小環境的影響。
環境對稱重傳感器會造成如下影響:
1.高溫環境造成傳感器的涂覆材料融化、焊點開化、彈性體內應力發生結構變化。
2.露天粉塵、潮濕對傳感器造成短路的影響。
3.在腐蝕性較高的環境下,如潮濕、酸性對傳感器造成彈性體受損或產生短路等影響。
4.電磁場對傳感器輸出紊亂信號的影響。
5.易燃、易爆環境必須選用特制的防爆傳感器。
傳感器的穩定性有定量指標,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,所選用的傳感器穩定性要求更嚴格,要能經受住長時間的考驗。
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測量精度的一個重要環節。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,不宜選用量值精度高的;如果是為了定量分析,必須獲得的測量值,就選用精度等級能滿足要求的傳感器。
稱重傳感器實際上是一種將質量信號轉變為可測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.環境給傳感器造成的影響
(1)高溫環境對傳感器造成涂覆材料熔化、焊點開化、彈性體內應力發生結構變化等問題。對于高溫環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。
?。?)粉塵、潮濕對傳感器造成短路的影響。在此環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*,充填涂覆密封膠為量差。對于室內干凈、干燥環境下工作的傳感器,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。
?。?)在腐蝕性較高的環境下,如潮濕、酸性對傳感器造成彈性體受損或產生短路等影響,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。
?。?)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。
?。?)易燃、易爆不僅對傳感器造成*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.對傳感器數量和量程的選擇
傳感器數量的選擇是根據電子衡器的用途、秤體需要支撐的點數(支撐點數應根據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實際情況來確定選用傳感器的個數。
傳感器量程的選擇可依據秤的zui大稱量值、選用傳感器的個數、秤體的自重、可能產生的zui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,經過大量的實驗而確定的。
稱重傳感器是一種將質量信號轉變為可測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,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定性。影響傳感器長期穩定性的因素除其本身結構外,主要是使用環境。因此,要使傳感器具有良好的穩定性,必須要有較強的環境適應能力。在選擇傳感器之前,應對其使用環境進行調查,并根據具體的使用環境選擇適合的傳感器,或采取適當的措施,減小環境的影響。
環境對稱重傳感器會造成如下影響:
1.高溫環境造成傳感器的涂覆材料融化、焊點開化、彈性體內應力發生結構變化。
2.露天粉塵、潮濕對傳感器造成短路的影響。
3.在腐蝕性較高的環境下,如潮濕、酸性對傳感器造成彈性體受損或產生短路等影響。
4.電磁場對傳感器輸出紊亂信號的影響。
5.易燃、易爆環境必須選用特制的防爆傳感器。
傳感器的穩定性有定量指標,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,所選用的傳感器穩定性要求更嚴格,要能經受住長時間的考驗。
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測量精度的一個重要環節。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,不宜選用量值精度高的;如果是為了定量分析,必須獲得的測量值,就選用精度等級能滿足要求的傳感器。
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