正确使用称重传感器的基本要求及选择原则

  正确使用称重传感器zui基本的要求是作用力矢量应与称重传感器的受力轴线相重合如下图所示。而下图(b、c和d)的作用力都将引起测量误差,甚至造成损坏。b:作用力偏于称重传感器受力轴线,c:作用力存在侧向力,d:作用力存在力矩或扭转力。

 

  现在市场上的称重传感器,就其结构形式无外乎单、双梁式、“S”式、单点式和拉压式(罐形或筒形)等。各厂家制造产品不会因为厂家不同而显示出结构上的明显差异。而从所给出的技术指标也相似或基本一样,且绝大多数的产品均达到C3级。所以除了显而易见的价格和实用性以外,如何选择称重传感器的确实是一个很实际的问题。各厂家的产品虽然都取得各权威部门颁发的称重传感器认证书。但是这只能代表该次送交试验检测的性能。而应变式称重传感器是一种高精确度的器件,各批次的产品在制造中的差异,可使zui终成品间的性能有所不同。因为每一批产品从弹性体本身的冶炼、锻造、热处理等不可能完全一致,所以要求对每批产品重新确定,弹性补偿,温度补偿等,使各批次的产品都能具有相当一致的技术参数。但是生产厂家是否都重新对每批次的产品均做了相应的补偿就不得而知。所以首选声誉好的品牌厂家的产品是保证称重传感器质量的可靠性的基本保证。其次很多大型衡器的使用环境远比产品认证试验的条件恶劣。如温度范围,认证试验为-10℃至+40℃。而在室外高温可达60℃,甚至更高。还可能受冲击力、高湿热的冲击。称重传感器的防湿是保证其能长期使用的极重要的因素。通常用IP防护标准来表示称重传感器的防护等级(能力)。由于大多数“真空密封”的称重传感器,电缆线仍然是通过一种压制配件进入到称重传感器的壳件,不是真正的真空密封。问题是若要提高防护能力、例如由IP67变为IP68就需要耗费更多的制造加工费,使售价提高。现在的问题是制造商往往有意夸大了这种没有保证所支持的要求,使得IP级别失去它真正的意义。但是如果您的称重系统的工作环境恶劣,温度很高。而不考虑IP级别(防护能力),就不要希望电阻应变式称重传感器能在潮湿环境工作。

 

  至于在实际工作条件下,称重传传感器受到冲击力等这类技术要求在厂家说明书中是查不到的,而且也不属于法制认证的内容,要克服和减轻这些干扰的影响。主要是通过传力转接头来实现。同样的外形结构,但可配有适用于各种工作情况的传力转接头。例如称重传感器的上转接头加有橡胶层,这样可以减轻冲击力和倾向力。

 

  选用称重传感器时,不只能关注称重传感器的准确度等级,还应该根据相对DR或Z(Relative DRorZ)和相对Vmin或Y(Relative Vmin or Y)来选适合使用的称重传感器。参数Z=Emax/(Z·DR)中Emax为称重传感器的zui大量程,DR为载荷输出zui小回程,简单的说它决定了zui小检定分度值(e)。Ymin为称重传感器检定分度的zui小值,它决定了在zui大量程下称重传感器的zui大分辨率,即zui小检定分度值(d),它由零点的温度系数决定。它们是设计多量程和多范围秤的依据。

 

  对多范围衡器要求:DR≤0.5e1;

 

  对多量程衡器要求:DR≤e1;

 

  其中e1为第一个(zui小)量程的检定分度值。

 

  各类称重传感器的本质差别,决定于称重传感器弹性体的类别,即应变元件(英文的Strain gauge)的特性、结构、几何形状等。应变元件主要为我们常见的柱式、“S”型、单梁和双梁形。此外还有轮辐式、板簧式、十字梁型等派生的类型。

 

  即使选择了合适的称重传感器,还要正确的安装在称重的机构上,才能达到理想的结果。这不仅要有很好的设计构思,还要有丰富的实践经验才能制造出优秀的称重系统。所以要用好称重传感器应当对一些优质的产品进行认真的研究,进而能提高衡器的制造水平。
  
  文章来源:中国衡器网;作者:周祖濂