如何選用(yòng)稱(chēng)重(zhòng)傳(chuán)感器(qì)

稱(chēng)重傳(chuán)感(gǎn)器被喻(yù)為電子(zǐ)衡器的(dí)心髒，它(tā)的(dí)在很大程(chéng)度(dù)上決定了電子衡器(qì)的準(zhǔn)確度和(hé)穩定(dìng)性(xìng)。在設(shè)計電(diàn)子衡(héng)器時(shí)，經常要(yào)遇到(dào)如何選用(yòng)傳感器的問(wèn)題。
如(rú)何(hé)選用(yòng)傳感(gǎn)器
稱(chēng)重傳感(gǎn)器實際上(shàng)是(shì)一種將質(zhì)量(liáng)信(xìn)號轉變(biàn)為可測量的電(diàn)信號(hào)輸(shū)出(chū)的(dí)裝置。用(yòng)傳(chuán)感器茵(yīn)先(xiān)要考慮(lǜ)傳(chuán)感(gǎn)器(qì)所處(chǔ)的實際工(gōng)作(zuò)環境(jìng)，這點對正(zhèng)確選(xuǎn)用傳感(gǎn)器至(zhì)關重(zhòng)要(yào)，它關(guān)係(xì)到傳感器能否(fǒu)正(zhèng)常工(gōng)作以(yǐ)及它的(dí)和使用(yòng)壽(shòu)命，乃至(zhì)整個(gè)衡器(qì)的(dí)可靠性和(hé)性(xìng)。
環境給(gěi)傳感器(qì)造成的(dí)影(yǐng)響主要有(yǒu)以(yǐ)下幾(jī)個方(fāng)麵：
（1）高(gāo)溫(wēn)環境(jìng)對(duì)傳感器造(zào)成(chéng)塗覆材(cái)料(liào)熔化(huà)，焊點開化，彈(dàn)性(xìng)體內(nèi)應(yīng)力發生結(jié)構(gòu)變化等問(wèn)題。對(duì)於高溫環境下(xià)工作的(dí)傳感(gǎn)器常(cháng)采用耐高溫傳感器(qì)；另外，必(bì)須(xū)加(jiā)有隔(gé)熱(rè)，水冷或氣冷(lěng)等裝(zhuāng)置。
（2）粉塵，潮濕對傳(chuán)感器造成(chéng)短(duǎn)路的影響。在此環境條件下(xià)應選用(yòng)密閉(bì)性很(hěn)高(gāo)的(dí)傳感(gǎn)器(qì)。不同(tóng)的傳感(gǎn)器(qì)其密封的方式(shì)是不同的(dí)，其密閉(bì)性(xìng)存在(zài)著(zhuó)很(hěn)大差(chà)異(yì)。
常(cháng)見的密封(fēng)有密封膠充填(tián)或(huò)塗(tú)覆(fù)；橡膠墊機械(xiè)緊固密(mì)封；焊接（氬(yà)弧(hú)焊(hàn)，等離子束焊(hàn)）和抽真空充(chōng)氮(dàn)密(mì)封(fēng)。
從密封(fēng)效(xiào)果(guǒ)來看，焊接(jiē)密封(fēng)為*，充(chōng)填塗覆密封膠(jiāo)為量差(chà)。對於(yú)室(shì)內(nèi)幹淨(jìng)，幹燥環境下(xià)工作的傳感(gǎn)器(qì)，可選擇(zé)塗膠(jiāo)密封(fēng)的(dí)傳(chuán)感(gǎn)器，而對(duì)於一些在潮濕，粉塵(chén)性(xìng)較(jiào)高的環境下工(gōng)作(zuò)的傳感器，應選擇膜(mó)片(piàn)熱(rè)套密(mì)封(fēng)或膜(mó)片焊(hàn)接(jiē)密(mì)封(fēng)，抽(chōu)真空(kōng)充氮的傳感(gǎn)器(qì)。
（3）在腐(fǔ)蝕(shí)性較(jiào)高的(dí)環境下(xià)，如潮濕(shī)，酸性對(duì)傳(chuán)感(gǎn)器造(zào)成(chéng)彈性體(tǐ)受損或產生(shēng)短路等(děng)影響，應(yīng)選(xuǎn)擇(zé)外表麵進(jìn)行過(guò)噴塑(sù)或不鏽鋼(gāng)外罩(zhào)，抗腐(fǔ)蝕(shí)好(hǎo)且(qiě)密(mì)閉性(xìng)好的(dí)傳感器(qì)。
（4）電磁場(cháng)對傳(chuán)感(gǎn)器(qì)輸(shū)出(chū)紊亂信號(hào)的影響(xiǎng)。在(zài)此(cǐ)情(qíng)況(kuàng)下，應對(duì)傳感(gǎn)器的屏蔽(bì)性進行嚴(yán)格(gé)檢查(chá)，看其(qí)是否具有良(liáng)好(hǎo)的抗(kàng)電(diàn)磁能力。
（5）易燃(rán)，易爆不僅(jǐn)對(duì)傳感器造成性(xìng)的(dí)損(sǔn)害(hài)，而且還給其它(tā)設(shè)備(bèi)和人身(shēn)造成很大(dà)的威脅。因此，在易燃(rán)，易(yì)爆環(huán)境下工作的(dí)傳感(gǎn)器(qì)對(duì)防(fáng)爆(bào)提出(chū)了高的要(yào)求：在易燃，易(yì)爆環境(jìng)下必(bì)須(xū)選用防爆傳(chuán)感器(qì)，這(zhè)種(zhǒng)傳(chuán)感(gǎn)器的密(mì)封(fēng)外罩(zhào)不(bù)僅要考慮其(qí)密閉(bì)性，還要考慮到(dào)防(fáng)爆(bào)強度，以及電纜綫引出(chū)頭的防水，防(fáng)潮，防(fáng)爆(bào)性(xìng)等。
其次(cì)對傳(chuán)感器數量和量程的(dí)選擇(zé)。
傳感器數量的選擇(zé)是根據(jù)電(diàn)子(zǐ)衡器的用途(tú)，秤體需(xū)要支撐的點數(shù)（支撐點數(shù)應根據使秤體幾何重(zhòng)心和實(shí)際(jì)重心重合的原(yuán)則(zé)而確(què)定(dìng)）而(ér)定(dìng)。一般來說(shuō)，秤體(tǐ)有(yǒu)幾(jī)個(gè)支(zhī)撐(chēng)點(diǎn)就選(xuǎn)用(yòng)幾隻傳感(gǎn)器，但(dàn)是(shì)對(duì)於一些特殊的秤(chèng)體如電子(zǐ)吊鉤秤(chèng)就(jiù)隻能采(cǎi)用一(yī)個(gè)傳感(gǎn)器，一些機電結合(hé)秤(chèng)就應(yīng)根(gēn)據實際(jì)情況來(lái)確(què)定(dìng)選用傳感(gǎn)器的(dí)個(gè)數(shù)。
傳感器(qì)量程(chéng)的選擇可依(yī)據秤的zui大稱量值，選用傳(chuán)感器的個(gè)數(shù)，秤體(tǐ)的(dí)自(zì)重，可(kě)能產(chǎn)生的zui大偏載及動載等因素(sù)綜合(hé)評價來確定。一般來說，傳感(gǎn)器(qì)的(dí)量程越接(jiē)近(jìn)分配到每個傳感器(qì)的載荷(hé)，其稱量的準(zhǔn)確度就越高(gāo)。但在實際使用時，由(yóu)於加(jiā)在傳感器上(shàng)的(dí)載荷除被(bèi)稱物體外，還存在秤體自(zì)重，皮(pí)重，偏(piān)載及振動衝擊等(děng)載荷，因(yīn)此(cǐ)選用(yòng)傳感器(qì)量程時(shí)，要考(kǎo)慮(lǜ)諸多(duō)方麵的因(yīn)素，保證傳感(gǎn)器的(dí)和壽(shòu)命。
傳感器(qì)量(liáng)程(chéng)的計(jì)算公(gōng)式(shì)是(shì)在(zài)充分考慮到(dào)影(yǐng)響秤(chèng)體的(dí)各個因素(sù)後(hòu)，經(jīng)過大(dà)量的(dí)實(shí)驗(yàn)而(ér)確定(dìng)的。
公式如下：
C＝K-0K-1K-2K-3（Wmax＋W）/N
C—單(dān)個(gè)傳(chuán)感(gǎn)器的(dí)額定量程；W—秤體自重；Wmax—被(bèi)稱物體淨(jìng)重的zui大(dà)值；N—秤體所采用(yòng)支(zhī)撐點的(dí)數量；K-0—保(bǎo)險係數(shù)，一(yī)般取值在(zài)1.2～1.3之(zhī)間(jiān)人；K-1—衝擊係數(shù)；K-2—秤體的重(zhòng)心(xīn)偏(piān)移係數(shù)；K-3—風壓(yā)係(xì)數。
例如(rú)：一(yī)台30t電(diàn)子(zǐ)汽(qì)車衡(héng)，zui大(dà)稱量是(shì)30t，秤(chèng)體自重為(wéi)1.9t，采用四隻傳感器(qì)，根據(jù)當(dāng)時的實(shí)際情況，選取保險係數K-0＝1.25，衝(chōng)擊(jī)係數K-1＝1.18，重(zhòng)心偏移(yí)係(xì)數(shù)K-2—＝1.03，風壓(yā)係(xì)數(shù)K-3＝1.02，試(shì)確(què)定(dìng)傳(chuán)感器(qì)的噸(dūn)位。
解：根據傳感(gǎn)器量程計(jì)算公(gōng)式(shì)：
C＝K-0K-1K-2K-3（Wmax＋W）/N
可(kě)知(zhī)：
C＝1.25×1.18×1.03×1.02×（30＋1.9）／4
＝12.36t
因(yīn)此，可選用量程(chéng)為(wéi)15t的(dí)傳感器（傳(chuán)感器的噸位(wèi)一般隻(zhī)有10T，15T，20t，25t，30t，40t，50t等(děng)，除非特殊訂(dìng)做）。
根(gēn)據(jù)經驗，一(yī)般(bān)應使傳感器(qì)工作在其(qí)30%～70%量程內，但對於(yú)一(yī)些在(zài)使(shǐ)用過程中存在較大(dà)衝擊力的衡器，如動態(tài)軌(guǐ)道衡(héng)，動(dòng)態汽車衡(héng)，鋼材秤(chèng)等，在(zài)選(xuǎn)用(yòng)傳感器時，一般(bān)要擴大(dà)其(qí)量程(chéng)，使(shǐ)傳感器工(gōng)作在其量程的(dí)20%～30%之內(nèi)，使(shǐ)傳感器的(dí)稱(chēng)量(liáng)儲備(bèi)量(liáng)增(zēng)大(dà)，以保(bǎo)證傳(chuán)感器的(dí)使用(yòng)和(hé)壽(shòu)命。
再(zài)次(cì)，要(yào)考(kǎo)慮(lǜ)各(gè)種類(lèi)型(xíng)傳感器的(dí)適用(yòng)範圍。
傳(chuán)感(gǎn)器(qì)型式的選(xuǎn)擇主要(yào)取決(jué)於稱(chēng)量的類(lèi)型和安(ān)裝空間(jiān)，保(bǎo)證(zhèng)安裝合適，稱量可靠；另(lìng)一方麵，要考慮廠家(jiā)的建議。廠家(jiā)一般會根據傳感(gǎn)器的受(shòu)力情況，指標，安(ān)裝形(xíng)式(shì)，結(jié)構型式(shì)，彈性體的材質等特點規定傳(chuán)感(gǎn)器的(dí)適用範圍，譬如鋁式(shì)懸(xuán)臂梁傳感器適(shì)用於(yú)計價秤，平(píng)台(tái)秤，案秤等；鋼式懸臂梁傳(chuán)感器適用於料鬥(dǒu)秤，電(diàn)子(zǐ)皮帶(dài)秤(chèng)，分(fēn)選秤等；鋼(gāng)質橋(qiáo)式傳感(gǎn)器(qì)適用(yòng)於軌道(dào)衡(héng)，汽車(chē)衡，天車秤等(děng)；柱式(shì)傳(chuán)感器適(shì)用(yòng)於汽車衡，動(dòng)態(tài)軌(guǐ)道衡，大噸(dūn)位(wèi)料鬥秤(chèng)等。
zui後(hòu)，還要對(duì)傳(chuán)感器準確(què)度等級(jí)進行選擇。
傳(chuán)感(gǎn)器(qì)的(dí)準確(què)度等(děng)級包括傳(chuán)感(gǎn)器的非綫(xiàn)形，蠕變，蠕(rú)變恢復，滯後(hòu)，重復性(xìng)，靈敏(mǐn)度等技術(shù)指標(biāo)。在(zài)選用傳感器(qì)的(dí)時候，不要單純(chún)追(zhuī)求高等(děng)級的傳(chuán)感器，而既(jì)要考(kǎo)慮(lǜ)滿足電(diàn)子秤(chèng)的準(zhǔn)確(què)度(dù)要(yào)求(qiú)，又(yòu)要(yào)考慮(lǜ)其成本。
對傳(chuán)感(gǎn)器等級的(dí)選擇(zé)必須滿足(zú)下(xià)列兩個條(tiáo)件：
1.滿(mǎn)足(zú)儀表(biǎo)輸(shū)入(rù)的要(yào)求(qiú)。稱重顯(xiǎn)示儀表是(shì)對(duì)傳感(gǎn)器(qì)的輸(shū)出(chū)信(xìn)號(hào)經過(guò)放(fàng)大(dà)，A／D轉換等(děng)處理(lǐ)之後顯(xiǎn)示稱(chēng)量結果的(dí)。因此(cǐ)，傳(chuán)感器(qì)的輸(shū)出信(xìn)號(hào)必(bì)須大於(yú)或(huò)等於(yú)儀表要求(qiú)的輸入(rù)情(qíng)號大(dà)小(xiǎo)，即(jí)將(jiāng)傳感器的(dí)輸(shū)出(chū)靈敏(mǐn)度代人傳(chuán)感(gǎn)器和(hé)儀表的匹(pǐ)配公式，計算結(jié)果必(bì)須大於或等於儀表(biǎo)要(yào)求的(dí)輸(shū)入靈敏(mǐn)度。
傳(chuán)感器(qì)和(hé)儀表的(dí)匹配(pèi)公式：
傳感器輸出(chū)靈敏度*激勵電(diàn)源電壓(yā)*秤的(dí)zui大稱量(liáng)
秤的(dí)分度(dù)數*傳感器的個數(shù)*傳感(gǎn)器量(liáng)程(chéng)
例如：一(yī)稱量(liáng)為25kg的(dí)定量包裝秤(chèng)，zui大分度數(shù)為1000個(gè)分度(dù)；秤體采(cǎi)用3隻L—BE—25型(xíng)傳(chuán)感(gǎn)器，量程(chéng)為(wéi)25kg，靈敏度(dù)為2.0±0.008mV／V，拱(gǒng)橋電(diàn)壓(yā)力(lì)12V；秤(chèng)采(cǎi)用(yòng)AD4325儀表。問采用(yòng)的傳感器(qì)能否與儀(yí)表(biǎo)匹配(pèi)。
解：經查閱，AD4325儀表的輸入靈敏度為(wéi)0.6μV／d，因(yīn)此根據(jù)傳感器和儀(yí)表的匹(pǐ)配公(gōng)式(shì)可得(dé)儀(yí)表的(dí)實際輸入信號為(wéi)：
2×12×25／1000×3×25＝8μV／d＞0.6μv／d
所(suǒ)以(yǐ)，采用(yòng)的傳(chuán)感器滿足(zú)儀(yí)表輸入(rù)靈敏度(dù)的要(yào)求，能夠(gòu)與(yǔ)所選(xuǎn)儀(yí)表(biǎo)匹配(pèi)。