测量装置

浅谈称重传感器的不足之处

发布时间:2024/5/30 12:04:48   
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称重传感器的称重原理:

称重传感器是一种传感器设备,通过检查受力载体承受的负载来测量物体的力,称重传感器可以将来自载体的压力转换成相应的电信号,从而达到测量的目的,称重传感器使用金属电阻应变仪形成测量桥,其原理是金属电阻丝在张力作用下拉伸并变细,电阻增加,即金属电阻随所承受的应变力而变化,称重传感器是将重量信号或压力信号转换为电量信号的转换装置,称重传感器的金属电阻,具有阻碍电流流动的特性,一般来说,金属线越细,电阻值就越大,当金属电阻线在外力作用下伸缩时,其电阻值将在一定范围内增大或减小,因此,如果金属线紧紧地附着在被测物上,则被测物在外力作用下伸缩时,金属电阻线将成比例地伸缩,其电阻值也将相应更改。

称重传感器的特点:

称重传感器的优点:对加载点变化不敏感、抗偏载性能好、固有线性好、安装方便、称重传感器固定不旋转、制造成本低。称重传感器缺点:重心较高、过载能力较差,大秤量的称重传感器难以达到高的准确度等级。

1:抗冲击、抗过载、安装简单、节省现场安装工作难度;

2:每个传感器单独送出信号,并经过单独的模块进行处理。如果多个传感器组秤使用无需担心偏载的影响,从而提供整体称重系统的测量精度;

3:传感器直接输出以kg、g为单位的数字信号,现场调试较为简单,即使不做标定也能达到价高的精度,尤其适用于大吨位罐体或不方便标定的场合;

4:传感器采用数字信号传输,现场的电磁干扰对信号无影响,系统更为可靠;

5:每个称重传感器具有最高分度的分辨率,适合构建更为精准的称重系统;

6:传感器采用RG58同轴电缆传输信号,如果传感器电缆被切断,用户可以直接在市面上买此电缆并在现场自行更换电缆,而无需将传感器返厂修理;

7:如果更换传感器后,整个称重系统无需重新标定,能大大简化系统的维护工作量;

8:罐体、容器的管道往往会带来称重误差,这主要因为传统应变式称重传感器在承受重量时产生较大的变形量,会引起管道产生附加力作用在称重罐体上,而MD系列传感器的最大变形量小于0.1mm,因此受管道变形影响小,整体称重性能更有保证。

称重传感器的不足之处:

提到称重传感器,很多人以为这只是测量物体重量的传感器,其实这并不完全正确,它还在很多领域得到了应用。称重传感器在原理上与之前介绍的压力传感器有着相似之处,但它们的形状并不一样。现代科学技术工业使用的称重传感器无处不在。称重传感器是一种将质量信号转变为可测量的电信号输出的装置。

称重传感器并不是完美无缺的,它也存在着无法克服的缺点:

1:输出特性非线性

电容式称重传感器的输出特性是非线性的,虽采用差分型来改善,但不可能完全消除。其他类型的电容传感器只有忽略了电场的边缘效应时,输出特性才呈线性。否则边缘效应所产生的附加电容量将于传感器电容器直接叠加,使输出特性非线性。

2:寄生电容影响大

电容式称重传感器的初始电容量小,而连接传感器和电子线路的引线电容、电子线路的杂散电容以及传感器内板极与周围导体构成的电容等所谓寄生电容缺较大,不仅降低了传感器的灵敏度,而且这些电容常常是随机变化的,将使仪器工作很不稳定,影响测量精度。

3:输出阻抗高,负载能力差

电容式称重传感器的容量受其电极的几何尺寸等限制不易做得很大,一般为几十到几百微法,甚至只有几个微法。因此,电容式称重传感器的输出阻抗高,因而负载能力差,易受外界干扰影响产生不稳定现象,严重时甚至无法工作。

称重传感器应用:

由称重传感器制作的电子衡器已广泛地应用到各行各业,实现了对物料的快速、准确的称量,特别是随着微处理机的出现,工业生产过程自动化程度化的不断提高,称重传感器已成为过程控制中的一种必需的装置,从以前不能称重的大型罐、料斗等重量计测以及吊车秤、汽车秤等计测控制,到混合分配多种原料的配料系统、生产工艺中的自动检测和粉粒体进料量控制等,都应用了称重传感器,目前,称重传感器几乎运用到了所有的称重领域。

称重传感器误差:

1:特性误差

是由设备本身引起的,包括DC漂移值、斜面的不正确或斜面的非线形。毕竟设备理想的转移功能特性和真实特性之间会存在差距。

2:称重传感器应用误差

也就是由操作而产生的误差,包括探针放置错误、探针与测量地点之间不正确的绝缘、空气或其他气体的净化过程中的错误、变送器的错误放置等多种操作错误引发的误差。

3:动态误差

适用于静态条件的传感器会具有较强的阻尼,因此对输入参数的改变响应较慢,甚至要数秒才能响应温度的阶跃改变。一些具有延迟特性的称重传感器会在对快速改变响应时产生动态误差。响应时间、振幅失真和相位失真都会导致动态误差。

4:插入误差

是由于系统中插入一个传感器时,改变了测量参数而产生的误差。使用了一个对系统过于大的变送器、系统的动态特性过于迟缓、系统中自加热加载了过多的热能等,都会导致插入误差。

5:环境误差

称重传感器使用也会受温度、摆动、震动、海拔、化学物质挥发等环境影响,这些因素都极易引发环境误差。



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