正确使用称重传感器方法

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,如何正确使用称重传感器,称重传感器最大秤量的选用原则,称重传感器准确度的选用原则,称重传感器结构的选用原则,称重传感器的安装,特殊要求,正确使用,如何正确使用称重传感器,传感器,最大秤量,承载器自重,冲击载荷,传感器灵敏度,2,、与仪表匹配,3,、衡器灵敏度,返回,1,、安全系数,如何正确使用称重传感器,准确度,准确度, 衡器准确度等级与传感器准确度等级无关, 全面分析称重传感器,综合误差,指标稳定,合理配置,细分指标,返回,如何正确使用称重传感器,传感器结构,安装方便,衡器结构,衡器使用特点,承载器的安装空间,安装维护方便,侧向力影响,刚度问题,数量问题,温度问题,校验问题,承载器,基础,辅件,返回,如何正确使用称重传感器,安装,1,、 安装工艺,2,、螺栓的安装要求,3,、限位问题,返回,限位方法,限位间隙,限位强度,限位安装工艺,如何正确使用称重传感器,1,、耐高温要求,防护等级,2,、防潮要求,绝缘问题,R60,的规定,特殊要求,3,、防低温要求,4,、长线补偿技术,5,、防作弊要求,6,、防爆技术,7,、接地要求,（,1,）安全系数,安全系数的确定必须注意承载器的自重、最大秤量、称重传感器的灵敏度和过载能力等指标。,承载器的自重值,这个值是计算称重传感器最大秤量的依据之一。对于一般衡器来讲，在计算称重传感器最大秤量值时可以不考虑承载器的自重值，因为其只占衡器总输出信号量的一小部分，平均到每只称重传感器上就更少了。例如，一台,80,吨静态电子汽车衡，当其承载器尺寸为,18m3.4m,时，自重为,18,吨，设计用,8,只最大秤量为,30,吨称重传感器时，负载量最大的称重传感器也只有,3,吨自重，而满载时当均布载荷，负载量最大的称重传感器要负担,15.5,吨的载重量。,但是，对于有一些特殊衡器，在计算称重传感器量程值时就不得不考虑承载器的自重值，因为这些衡器是将一套设备放在称重传感器上的，而设备中物料的重量只占总输出信号量的一小部分。例如，一台辊道秤，辊道部分自重有,20,吨左右，而被称钢坯重量只有,3,吨左右。,返回,1.,称重传感器最大秤量的选用原则,.,冲击载荷,在一些自动衡器和专用衡器设计时，在选择称重传感器时必须注意在称量过程中，被称车辆或物料对承载器的冲击作用力。有的冲击量不大，但时间较长，例如，动态电子轨道衡对一列,50,节车辆进行计量时，就有,100,个转向架断续通过承载器；有的冲击频次不高，但偶然发生一次就比较大，例如，钢铁厂中使用的钢材秤。应在设计衡器结构时针对不同情况，采用不同的方法以减小冲击所带来的危害。,返回,1.,称重传感器最大秤量的选用原则,目前常用的称重传感器当中，柱式结构的灵敏度通常为,1mV/V,，,桥式结构、悬臂梁结构、平行梁结构的灵敏度通常为,2mV/V,，,另有一小部分悬臂梁结构、,S,型的灵敏度为,3mV/V,。,在选用时必须注意到，灵敏度为,1mV/V,的称重传感器其安全过载能力一般是最大秤量的,200%,，极限过载能力一般大于最大秤量的,500%,；灵敏度为,2mV/V,的称重传感器其安全过载能力 一般为最大秤量的,150%,。,称重传感器的灵敏度,返回,例,1.,称重传感器最大秤量的选用原则,极限过载能力一般大于最大秤量的,300%,。,一台,100,吨的动态电子轨道衡，转向架计量方式其承载器长度为,3.6m,，,自重为,5,吨。不论是机车还是满载的车辆，过衡时的最大静载荷为,61.8,吨，加上承载器自重，每只称重传感器上的均布载荷只有,18.45,吨。一般设计者都选最大秤量为,20,吨的称重传感器。如果不注意这种最大秤量为,20,吨的称重传感器的灵敏度指标，那么这台衡器的可靠性就有问题了！因为：以解放型蒸汽机车为例，动轴轴重,23.1t,，,轴距为,1600mm,，,这样就有：,续,所以每只称重传感器上的静载荷最大为：,1.,称重传感器最大秤量的选用原则,如果加上,1.3,倍的动载系数，每只称重传感器上的载荷就为：,返回,1.,称重传感器最大秤量的选用原则,因此，我们在设计,100,吨静态电子轨道衡时，全部选用的是最大秤量为,30,吨的桥式称重传感器。如前所述桥式称重传感器的灵敏度指标是,2mV/V,的。而动态电子轨道衡因为有一定的冲击载荷，所以使用柱式称重传感器，其灵敏度指标是,1mV/V,的，最大秤量为,20,吨的产品，相当于灵敏度,2mV/V,的,40,吨称重传感器。,当选用,2,只以上的称重传感器作为一个称量系统时，必须考虑系统采用什么样的工作方式，而工作方式的确定就必须与称重仪表的选择有关。也就是讲称重传感器的有关技术参数必须与称重仪表的有关技术参数匹配。以目前常采用的并联工作方式的称量系统为例。称重仪表的供桥（或激励）电压为,12V,，,最大供电电流为,280mA,，,.,称重传感器的输入阻抗为,800,，,系统选用称重传感器的数量为,8,只。那么，系统实际最大电流为：,与称重仪表的匹配,返回,1.,称重传感器最大秤量的选用原则,由于系统实际最大电流大于称重仪表的最大供电电流,200mA,，,所以该称量系统不能正常工作。,由于系统实际最大电流小于称重仪表的最大供电电流,280mA,，,所以该称量系统能正常工作。如果：称重仪表的供桥（或激励）电压为,12V,，,最大供电电流为,200mA,，,称重传感器的输入阻抗为,410,，,系统选用称重传感器的数量为,8,只。那么系统实际最大电流为：,一台衡器是否能正常工作，必须考虑这个系统中各个部件的技术参数能否匹配，对衡器来讲，也就称重传感器所选用最大秤量（,Emax,）,值，灵敏度（,S,）,值；称重仪表所选用的供桥电压值、最高灵敏度值等。而且这些参数最终必须满足这个系统的整体指标。,例如：一台最大秤量为,80t,的电子汽车衡，选用的,6,只称重传感器最大秤量各为,30t ,其灵敏度为,2mV/V,；,选用的称重仪表的供桥电压为,12V,，,最高输入灵敏度为,1.2,V,汽车衡的检定分度数,n,为,4000e,。,衡器的灵敏度,返回,1.,称重传感器最大秤量的选用原则,因为，衡的每个检定分度值输出信号大于称重仪表最高输入灵敏度，所以该衡器能够正常工作。,在,OIML R60,称重传感器,国际建议中指出：,称重传感器按规定的准确度等级分类，是为了便于在各种质量测量系统中应用它们。必须认识到，一只称重传感器的有效性能可以通过装有此传感器的测量系统中的补偿措施得以改善。因此要求称重传感器的准确度等级与装有此传感器的测量系统的准确度等级相同，是不合适的。要求显示质量的测量系统必须与单独获得批准的称重传感器配套使用，也是不合适的。,这里除了讲用数字化技术和有关的补偿技术可以改变称重传感器的有效性能之外，也告诉我们目前使用的模拟式称重传感器的准确度等级，不必与衡器的准确度等级一一对应。,返回,2,称重传感器准确度的选用原则,2,称重传感器准确度的选用原则,例如：一台重力式自动装料衡器（定量包装秤）要确保其称量准确度达到,X,（,0.2,）,级的水平，是应选用,C3,级的称重传感器？还是选用,C2,级的称重传感器？选用,C1.5,级的称重传感器是否也能调出,X,（,0.2,）,级的产品呢？当然，对一台衡器来讲，选用的称重传感器的准确度越高越好，但这必须有二个前提条件。一是能采购得到，二是采购价格是否能承受。,但是如果全面分析一下这台衡的技术要求后，我们就可以比较轻松的解决这个问题。首先看一下，这台衡的称量范围是怎么要求的。,如果要求这台衡的最大秤量为,50kg,，,最小秤量为,5kg,，,在,5kg,至,50kg,的称量范围内准确度必须达到,X,（,0.2,）,级时，那么就是选用,C4,级的称重传感器，也是很难调出,X,（,0.2,）,级的衡。因为衡的称量准确度指标高低，固然与称重传感器的准确度有密不可分的关系，但是与其他相关因素的影响也有不可分割的联系。如果选择,40kg,为这台衡的最小秤量值，或者此衡就是,50kg,一个称量值时，选择,C2,级称重传感器也是可以调出,X,（,0.2,）,级的产品。当然这必须是在其他影响因素都处于正常情况下时才能达到。,2.,称重传感器准确度的选用原则,例如，一台由,6,只最大秤量为,25,吨称重传感器组成的,50,吨电子汽车衡，要达到贸易结算用计量器具的准确度要求，根据,JJG555-96,非自动衡器通用检定规程,的规定，检定分度数大于,1000e,到,10000e,的衡器都属于中准确度级（俗 称“,3,级”），可以用于贸易结算。常规都将,50,吨衡的检定分度数,n,定为,2500e,，,每个检定分度值,e,定为,20kg,。,许多制造企业都选,C3,级的称重传感器配套使用。如果将检定分度数,n,改为,5000e,，,检定分度值,e,定为,10kg,，,配用,C3,级称重传感器是否能保证衡的计量准确度呢？答案是肯定的！能够保证。,如果这台汽车衡在保证检定分度数,n,为,2500e,，,检定分度值,e,为,20kg,的条件下，改用,C2,级的称重传感器，是否能保证计量准确度呢？答案也是肯定的！,那么，为什么会出现这种现象呢？,返回,（,1,）根据误差分析的原则，多只称重传感器组合使用时，其综合误差会相应减小。,注：综合误差包括传感器的线性误差，滞后误差和重复性误差。,返回,2,称重传感器准确度的选用原则,2,称重传感器准确度的选用原则,每只称重传感器的技术指标稳定,称重传感器的技术指标除有非线性、滞后和重复性三项外，还有蠕变等。而且蠕变指标不同于综合误差，不会在组合使用时相应减小。但是使用称重传感器时更应该注意环境影响和干扰影响。,a,在选用称重传感器时应严格注意到衡器的使用环境条件，一定要让称重传器在使用的温度范围内，湿度范围内，电压变化范围内能保持其性能长期稳定。,b,对于装有电子装置的称重传感器则应注意在电磁干扰的情况下能保持其性能稳定可靠。,返回,组成称量系统的各模块技术指标必须搭配合适基本上是由称重传感器、称重仪表、承载器和基础（或安装构件）组成，其准确度的高低是由组成这个系统各模块技术指标的合理配置而成的，即不需要将各个模块都选最优的，也不能用部分高指标模块来弥补个别低 指标模块。对于常用的贸易结算用衡器和工艺过程中用的专用衡器来讲，称重仪表只要达到,GB/T7724-1999,称重显示控制器,国家标准中规定的,3,级以上显示器的水平。,2,称重传感器准确度的选用原则,续,分,度数,（,n,）,最高输入灵敏度（,v/d,）,躁声（,v/pp,）,零点温度性能（,v/,）,量程温度性能（,10,-6,/,）,10000,3,1,0.5,15,承载器的刚度应足够大（这个问题与产品结构有关，也与产品中选用的称重传感器的形式有关，这个问题在下一节中详细介绍）。基础（或安装构件）中的强度、刚度应能保证不变形，不断裂、不下沉之外，对于动态称量衡器来讲，其振动频率还需足够高。,3,级,显示器准确度的参数,2,称重传感器准确度的选用原则,在,OIML R76-1,非自动衡器,中规定：就模块组装的整机而言，选取模块的系数时，应把模块视为具有相同的准确度等级和检定分度数。系数,P,i,应满足下式：,P,2,1,+ P,2,2,+ P,2,3,+,1,返回,当多于一个模块受影响时，该系数的分配应不大于,0.8,，且不小于,0.3,。 对典型模块构成的衡器，其系数,P,i,应符合下表的要求。 性能指标 称重传感器 称重显示器 承载器,综合影响,0.7 0.5,0.5,电源变化,_ 1.0 _,温度对空载,示值的影响,0.7 0.5,0.5,蠕变影响,1.0 _ _,湿热,0.7 0.5,0.5,2,称重传感器准确度的选用原则, 细分称重传感器的准确度指标,称重传感器准确度是由许多指标构成的，当最终确定一只传感器为某一个准确度等级时，是按许多测试结果中最大的误差值，作为此只传感器的准确度等级的依据，这时其他测试项目的误差可能远远优于该等级的值。,如果某一称量系统使用在,1040,环境内，我们就可以考虑选用低温状态时性能指标较差，而常温和高温状态下性能指标较好的传感器。,对于常年在干燥环境下使用的称量系统，在选用传感器时可以不考虑传感器的湿热问题。,返回,3,称重传感器结构的选用原则,任何产品设计时除需考虑整体功能和性能上能满足工艺要求外，还应注意产品安装维修问题，衡器产品也不例外。桥式称重传感器从,1988,年从日本久保田公司引进以来，从开始与悬臂梁式称重传感器平分市场，到逐渐占领电子汽车衡用称重传感器的,90%,以上的市场。其原因就是桥式称重传感器在出厂前，已经将弹性体用高强度螺栓，在一定的力矩下紧固在专用支架上了，在使用时只要整体直接推至承载点下，就可以准确传递承载器上的量值。而悬臂梁式称重传感器在使用时，必须用大力矩搬手将其紧固至承载器上，不必讲在现场作业的不方便，单单将一根长,1,米多，重十几公斤的力矩搬手带到现场就十分麻烦。也就是为什么近年来，许多企业将悬臂梁称重传感器设计成使用比较方便的称重模块的原因。,返回, 安装方便,3,称重传感器结构的选用原则,衡器结构的要求,承载器的安装空间,安装维护方便,侧向力影响,刚度问题,数量问题,温度问题,校验问题,基础,辅件,承载器,返回,3,称重传感器结构的选用原则,.,承载器的安装空间,对于一些专用衡器来讲，因为它是生产工艺流水线中的一部分，左右前后上下都被包围在其他设备中，所以这些衡器设计时，对空间限制就较大，称重传感器在选型时就应考虑安装空间的问题。,返回,3,称重传感器结构的选用原则,.,安装维护方便,任何设备不论其可靠性如何，都必须考虑安装维护的问题，衡器也不例外。除了要考虑安装方便之外，还必须考虑使用中的维护是否方便，更换传感器是否简捷。,返回,3,称重传感器结构的选用原则,.,侧向力的影响,在选择传感器时，必须考虑此衡器在使用中是否存在侧向力的情况。因为由于称重传感器受设计原理的不同，其抗侧向力的能力也不同。一般讲，按剪应力原理设计的称重传感器抗侧向力的能力比较强；按正应力原理设计的称重传感器抗侧向力的能力比较弱，其中柱式传感器抗侧向力的能力是最差的。,剪应力原理的传感器有：桥式、悬臂梁式、轮幅式、板环式,正应力原理的传感器有：平行梁式、柱式,S,型传感器即有剪应力原理的，也有正应力原理的产品。,返回,3,称重传感器结构的选用原则,.,刚度问题,这里讲的刚度是指 、 ， 和 。这些结构的刚度会直接影响到变形量，而结构的变形就会使载荷不能垂直作用到称重传感器上从而影响计量的准确度。,承载器的刚度,基础的刚度,辅件的刚度,返回,3,称重传感器结构的选用原则,a,承载器刚度,承载器的结构不论是梁式，还是板框式，还是容器式，作为电子衡器的 承载器必须针对不同的加载方式，被称量物的结构和称量方式，确定其刚度大小。对于有集中载荷的形式，带有冲击量加载形式，和动态称量形式的称量器具，都必须有较高的刚度，而对加载物料均匀的，加载平衡的称量器具，其承载器刚度可以小一些。,返回,例1,3,称重传感器结构的选用原则,例：,100,吨左右秤量的电子汽车衡，其承载器一般为,18m3.5m,，,如果按均布载荷，每平方米只有不足,1.6,吨，每个承重点上也只承受,12.5,吨的荷重。但是，对于一种短轴距自卸车，其整车重量的,80%,以上作用在后排两根轴上。在计算承载器刚度所选用的载荷量值时，必须考虑到这种车型。这样自然而然承载器制造用的材料就大大增加。,例2,3,称重传感器结构的选用原则,例,2,对于同样是称量火车的轨道衡，静态电子轨道衡的主梁刚度，就可以比动态电子轨道衡的主梁刚度要小不少。这里固然应考虑动态称量的振动频率问题。还有很重要的一个因素，是考虑到动态电子轨道衡所选用的柱式称重传感器其抗偏载能力，不如静态电子轨道衡所选用的桥式称重传感器的抗偏载能力。,例,3,冶金行业使用的设备由于受到其产品特性的影响，应该考虑冲击载荷的问题，所以设计时所选用的刚度应大一些（当支点超过三个时，必须考虑超静定的问题了），防止冲击载荷使承载器产生永久性变形。同时，为了防止冲击对称重传感器造成致命性破坏，还设计了吸收冲击能量的缓冲装置。,例,4,对于一些容器式的承载器，其支撑点刚度必须加强，一是对容器壁局部加厚，一是对支撑板加厚加固，让容器的作用力垂直加载到称重传感器上。,返,回,3,称重传感器结构的选用原则,. b,基础刚度,不同用途的衡器所安装的基础结构也不同，有的是钢筋混凝土结构，有的是钢铁框架，但是它们必须遵守一条共同的原则，就是结构刚度必须保证衡器使用要求。,对于动态称量的衡器，对基础结构的要求不单单是不变形，不断裂等等。而是要求其振动频率必须高于称量信号的频率值。这样基础结构的重量就应相应的增大。,对于两套以上衡器安装在同一框架上，就必须增加结构的刚度，以避免相互之间在工作时产生的干扰。,对于钢筋混凝土基础，不单要注意基础的刚度强度，还应注意各承重点上的基础板的安装质量。即必须将基础板下的混凝土充填丰满，不能存在空腔。轻载时，基础板自身刚度能保证不变形；重载时，基础板下如有空腔，基础板就会产生变形，衡器计量性能也就不能保证。所以，为了保证基础板下的混凝土能充填丰满，可事先在基础板上钻一个孔，一是能排出板下的气体，一是可以观察是否充添丰满。,返回,3,称重传感器结构的选用原则,c.,辅件刚度,这里讲的辅件是指安装称重传感器的结构件，对于桥式和柱式称重传感器来讲，因为是垂直作用在安装板上，一般结构件不存在刚度不足的问题。对于悬臂梁式、平行梁式、和,S,型称重传感器来讲安装板的刚度问题就会直接影响到衡器的计量性能。称重传感器弹性体在外载荷作用下，其变形量是非常小，如果安装板变形大于弹性体变形量，必然会使计量性能产生一定的改变。所以在设计时应对安装板的刚度进行一下计算。而这个问题往往会被忽视。这也就是我们看到为什么一些称重摸块上下安装板比较厚的原因吧。,返回,3,称重传感器结构的选用原则,选用称重传感器的数量问题,一般是承载器较长、面积较大的衡器选用的称重传感器较多；大称量的容器型承载器通常采用,3,只或,4,只称重传感器；小称量的衡器通常只选用,1,只称重传感器。可是我们也看到进口的重力式自动装料衡器（俗称定量包装秤），有的只用,1,只传感器，有的用,2,只传感器，还有的用,3,只传感器。这是为什么呢？三点决定一个平面，对于用,1,只、,2,只称重传感器的设计，设计人员用一种特殊的结构件平衡了承载器水平方向的力，让垂直方向的重力作用在一只传感器上，从而减少了传感器的数量。,返回,3,称重传感器结构的选用原则,温度的影响问题,对于承载器较长，面积较大的衡器，特别是在室外使用的衡器，必须考虑承载器的线膨胀系数问题。由于温差影响会使金属结构的承载器产生较大变形，而此变形量就会使金属结构的承载器最外端称重传感器的作用点发生改变，从而造成称重传感器的偏载分力，使称量值出现误差。,返回,3,称重传感器结构的选用原则,衡器的校验问题,在衡器设计之初就应考虑产品的校验问题。而校验方法的选择又直接与选用称重传感器的结构有密切联系。目前常用的校验方法有：标准砝码法、替代法、比对法。标准砝码法和替代法可以适应不同型式的称重传感器组成的衡器。而比对法就不同了，对于桥式传感器，柱式传感器，悬臂梁式传感器，一般用单只叠加式比对检测方法；对于,S,型传感器一般采用系统拉压比对检测方法。,返回,3,称重传感器结构的选用原则,一台衡器使用在什么状态下，与选用称重传感器的型式有直接关系。就拿轨道衡来讲，动态轨道衡一般选用柱式传感器，是因为，目前我国车辆的判别是靠重量法，因为称重传感器输出的重量信号与作用在承载器上的车轮对承载器的压力成正比。当车轮进入或离开承载器时，称重信号产生一个正的或负的增量。重量信号也随着连续发生变化。由于振动的存在，会与其他波形合成复杂的波形。为了便于区分开有效的重量信号，就必须使所有振动波形的频率提高，其中也包括称重传感器的固有频率，而柱式传感器的固有频率是各种传感器中最高的。由于静态轨道衡不用考虑振动频率问题和车辆判别问题，为了便于安装调试通常选用桥式结构的传感器。,便携式汽车称重仪由其使用特点所决定。要具有搬运方便，高度较低，所以一般选用非常薄的传感器，甚至将传感器与承载器设计成一体化。,对于使用在冲击载荷比较大场所的和使用中振动较高场所的衡器，如前所述的，除选用称重传感器最大秤量较大的，灵敏度较低的之外，就是应考虑称重传感器的材质问题。当然，主要还是应从衡器的承载器结构上进行重点考虑。比如我们将钢材秤的承重架部分设计成双层，在其之间增加一种缓冲器件，让冲击载荷传到传感器之前大部分能量就被缓冲器所吸收。,当然，对有些衡器产品来讲，选用什么样的传感器都能满足其使用要求。例如定量包装秤，我们看到有用,S,型的，悬臂梁的、平行梁的、各种不同型式的传感器。这里除了这种产品没有特殊的外力作用，关键还在于各位设计者充分掌握了产品的特性和各种称重传感器的特性。,返回,4,称重传感器的安装,（,1,）,.,安装工艺问题,在安装工艺中应该注意称重传感器的安装质量，如横平竖直问题，如高度的调整问题。,我们在许多电子衡器使用现场发现，由于这些衡器不是整台套从专业制造企业购买的，而是分专业从制造企业采购的，这样由于缺乏整体考虑，难免在使用中会出现这样那样的问题。例如：安装的工艺问题，限位的问题等等。,所谓“横平”，就是讲水平安装的称重传感器，如桥式、悬臂梁式、轮幅式、对称环式、平行梁式等几种结构形式的产品，在安装时，其基础要求平整，安装后，其作用面要求水平。所以，我们在基础图中专门指出：各称重点的高度差不能大于,3mm,，,单块基础板平面度不大于,1/500,。,所谓“坚直”，就是讲垂直安装的和吊挂安装的称重传感器，如柱式、,S,型、板环式等几种结构形式的产品，在安装时不论何种产品，其作用轴线，必须与承载器轴线平行，与基础水平面垂直，这对一些安装基准不一致的部件来讲，如果对安装尺寸链不设计一个开环进行调节，就很难控制了。,返回,4,称重传感器的安装,所谓“高度调整”，是指施工时多个基础板都不可能做的在同一个水平上，承载器各支撑点也不可能加工的在同一个平面上，这样当多个称重传感器在安装时，就不可能会将承载器上的重量实实在在地全部作用到称重传感器上。必须安装时加一定数量的垫片进行调整，这些调整高度用的垫片必须加到上垫板与承载器支撑板之间，并用螺栓将两者紧固为一体。绝对不能将垫片放在称重传感器底部，因为称重传感器放到基础板上后，一般不做任何的固定，主要是依靠称重传感器下垫板与基础板的静摩擦力限制其水平移动。如果在其之间放上调整垫片，就会使其静摩擦力变小，使称重传感器产生水平移动，从而影响计量性能,4,称重传感器的安装,（,2,）,.,螺栓的安装要求,称重传感器不论是安装在承载器上，还是安装在基础结构上，都必须达到在重量对承重点作用后，其固定点不会发生松动，所以固定点选用的螺栓材质、直径和预紧力矩都有严格的要求。力矩,T=,kdF,（,其中,k=0.2,）,见下表,直径,预紧,力,F,强度,M8 M10 M12 M16 M20 M24 M27 M30 M36,普通,5.6,级,770 1220 1770 3300 5130 7400 9600 111800 17100,6.6,级,920 1450 2110 3950 6170 8900 11500 14100 20500,高强度,8.8,级,1640 2590 3760 2000 11000 15800 20500 25100 36500,10.9,级,2300 3650 5300 9900 15400 20200 28800 35500 51400,返回,4,称重传感器的安装,桥式称重传感器的弹性体在出厂前就被高强度螺栓在一定力矩的电动搬手下，紧紧地固定在一个托架上，所以这种传感器在使用现场用起来就比较方便。而悬臂梁称重传感器如必须在现场安装时，难度就比较大，特别是大吨位的悬臂梁称重传感器。,在这里必须说明一点，有一种称重传感器专利所介绍的使用方法，我个人认为是不可取的。据其介绍，是在紧固端安装一套压紧弹簧，当承重点受到过大的重力作用时，固定端就会挠起来，据说能防止传感器产生永久变形。而实际上呢？只要固定端一松动，称重系统的初始条件就发生了改变，换句话讲，这是零点跑了，要想正常使用，必须重新校验。,返回,4,称重传感器的安装,.,限位问题,限位方法,限位间隙,限位强度,限位安装工艺,4,称重传感器的安装,（,3,）限位问题,衡器的限位问题包括： 、 、 。 和 。限位机构在电子衡中是一个很不引人注意的部分，所以有些设计人员在设计衡器时，也不分析别人为什么要采用这种结构形式，与个人设计的产品有什么差异。就信手拈来。结果在投入使用时就碰到了许多不必要的麻烦。,限位方法,限位间隙,限位强度,限位安装工艺,4,称重传感器的安装,限位方法,限位方法主要撞顶式、约束式两大类。,凸台式,插块式,硬性 套筒式,螺杆式,撞顶式 钢球式,摇柱式,橡塑缓冲器,柔性 橡胶轴承,液压缓冲器,弹簧缓冲器,拉杆式,钢板式,约束式 钢丝绳式,罗伯威尔机构,机构自身式,返回,4,称重传感器的安装,限位间隙,设计限位装置的目的，就是减小承载器位移量，从而达到减小称重传感器偏载，提高衡器的计量准确度，从这个角度讲限位装置的间隙越小越好，但是由于受到制造质量，安装质量以及温度热胀冷缩等因素的影响，撞项式限位装置的间隙应适当。而约束式限位置就是不给承载器一点位移量，甚至在一些产品中还需要对限位装置施加一点的预应力，其前提是不影响称重传感器的接受承载器上的全部载荷值。,返回,4,称重传感器的安装,限位强度,限位装置的强度的选择，必须根据衡器使用的状态来决定，动态称量用衡器其限位装置的强度应选择的高一些。静态称量用衡器，特别是被称量物品上衡时水平冲击量较小的衡器，其限位装置的强度应选择的小一些。,返回,4,称重传感器的安装, 限位安装工艺,限位机构在安装时也必须注意横平竖直问题，特别是约束式限位机构。限位安装的不平，不在同一轴线上，必然会给称重传感器带来分量，影响其量值的正常传递。,返回,特殊要求,特殊要求,耐高温要求,防潮要求,防低温要求,长线补偿技术,防,作弊要求,防爆技术,接地要求,特殊要求,1,耐高温要求,在衡器的各种产品标准和规程中规定，在温度范围为,-1040,的界限内能够保持其计量性能。但是在许多使用现场的温度超过上述规定，特别是冶金行业中使用的衡器，远远超出,40,的高温界限，所以为要求冶金行业所提供的衡器产品，必须考虑耐高温问题。而且在许多使用现场，称重传感器承受的高温热传导温度最高时达,170200,，特别是在使用一段时间后，称重传感器部位承受的热导温度不容易散发的情况下，称重传感器对耐高温的要求就更高了。,250,耐高温传感器的研制成功，就是满足这些部位称量的需求。,当然，也不能谈高温色变，对于一些成品工艺中使用的衡器，一般不需要耐高温传感器。因为这些成品钢材虽然自身温度有几百度，环境温度却只有,5060,，且由于与传感器中间还隔着承载器等部件，其热量不会传导到传感器上的。所以只要在传感器周围设计上一些隔热装置，并保证自然通风，就能保证普通传感器在这种环境中正常工作。,返回,特殊要求,2,防潮要求,目前在我国使用的称重传感器中，绝大多数产品，采用密封方法是胶封，只有少数产品采用充氮焊接密封。胶密封一般都是三重密封，第一道是首先将应变计密封，第二道是配线后密封，第三道是全部密封。胶密封的要害是弹性体密封处的清洁度，只有清洁表面才能与胶沾结牢固。,焊接密封的关键是有无泄漏。如果有泄漏现象，这个密封如同虚设。,（,1,） 防护等级,我们现在看到的国内外称重传感器宣传资料上都介绍某种产品的防护等级是,IP,级的。在,GB/T4942.2-93,低压电器外壳防护等级,国家标准中，规定了电器外壳具有防止人体触及或接近壳内带电部分和触及壳内的运动部件，以及防止固体异物进入电器外壳内部；防止水进入电器外壳内部而引起有害的影响。对称重传感器来讲防止水进入外壳内部是主要应防护的内容。在标准的实验方法中针对,IPX7,级规定：将试验品底部没至不少于,1,米深的水中，试品最高部位距水面不少于,150,毫米，试验时间为,30,分钟。而对,IPX8,级防水试验严酷程度不低于,IPX7,级的要求，一般是在同样的实验条件下，将试验时间延长至,60,分钟以上。,特殊要求,2,防潮要求,（,2,）绝缘问题,讲到防潮问题，就不得不谈一下绝缘问题。一般称重传感器出厂绝缘电阻要求大于,5000M,，,使用中应保持在,2000 M,上。如果在湿度较高的环境下，绝缘电阻低于,2000 M,，,可能传感器就不能正常工作。,（,3,）,R60,国际建议规定,在,OIML R60,称重传感器,国际建议中，将称重传感器的湿度条件分为三种。一种是不进行湿度试验的，用“,NH”,符号表示；一种是用严酷度较高的方法进行湿度试验的，用,CH,符号，或不标志任何符号表示；一种是用严酷度较低的方法进行湿度试验的，用,SH,符号表示。,对于标有,CH,符号或无湿度符号称重传感器的试验，包括,12,个温度循环的储存，每个循环周期为,24,小时，同时相对湿度在,80%,至,96%,之间，温度在,2540,之间变化。然后比较试验前后的测试数据，确定湿度引入变差的大小，要求不大于检定分度值。,对于标有,SH,符号的称重传感器的试验，包括参考温度与相对湿度,50%,和温度在,40,与相对湿度,85%,条件下。根据试验结果的测试数据，确定湿度引入变差的大小。要求满足相应的最大允许误差（,mpe,）。,返回,特殊要求,3,防低温要求,常用称重传感器的温度范围在,-1040,，就是指通过计算机控制下的温度检测设备，对传感器的零点输出特性和灵敏度输出特性进行试验后，将其计量性能补偿到同样的准确度等级。,也就是说，,C3,级的称重传感器在,-1040,的温度范围的环境中，都能达到,C3,级所规定的技术指标。,如上文称重传感器准确度问题中所述的原因，在使用中温度范围,-2060,的环境条件下，也能保证衡器的相关准确度。这是由于非自动衡器使用中允许误差值比首次检定时的允许误差值扩大一倍，所以当环境温度的低温降至,-30,左右时，使用按,-10,补偿的称重传感器制造的衡器，其使用中的准确度完全能达到相关的计量检定规程中的指标。,当环境温度低于,-30,时，对称重传感器必须采用一定的防护措施。例如用电暖带等方法给传感器制造一个局部恒温环境。,返回,特殊要求,4,长线补偿技术,称重传感器一般都采用四线制连结方法，在制造和测试时将电缆线的电阻与传感器内部的应变计电阻和各种补偿电阻一起进行考虑，所以要改变电缆长度时，导线电阻增加就会使激励电源带来不稳定，从而给称重带来误差。,其中：,R,传感器的桥臂电阻,r,导线电阻；,U,加到传感器上的桥压,U,称重仪表输出端的桥压,由于衡器使用多只称重传感器时，一般采用全并联工作方式。即各个传感器的输入端并联使用一个公共电源供桥，输出端也以并联的方式工作。为了克服称重传感器电缆线不能随意接长的问题，目前通常先将各只传感器接入一只接线盒中，再用电缆线将信号送入称重仪表。为了保证传输信号稳定，通常采用六线制长线补偿方法。即将接线盒出来的电缆线增加两根电缆芯作为供桥电压的反馈线与供桥源取样电阻相连。由于取样电压很小，反馈线路的电压降以及随温度变化的影响可以忽略不计。这样稳压源的取样电压直接取自供桥输入端，因而可以得到较高的稳定度，而不受环境温度改变的影响。用这种方法的传送距离在,50,米之内，当迂到一些特殊情况时，在适当增加电缆线截面后，电缆线长度可以增加到,100,米左右。,返回,特殊要求,5,防作弊要求,近年来不少用户反映他们的电子汽车衡和电子轨道衡，被不法之徒用带电子遥控的装置改变了称重量值，使他们蒙受了很大的经济损失。如何预防作弊呢？目前主要有二种方式：,（,1,）一般方法,对于模拟式电子衡目前比较有效的方法就是严格现场管理。一是注意观察，在正常称量时，只要车辆进出秤台，在称重仪表显示窗上的重量值是不断变化的，如果在某个瞬间重量值变化突然时，就应及时分析，并采取措施。二是提前预防，在安装新衡时，将所有电缆线全部穿入管道中，并在秤体周围用钢板或混凝土挡起来，防止不法之徒将作弊器具接入电缆线中。,（,2,）采用数字电路,因为数字化称重传感器与数字化称重仪表两者之间的数字信号是通过,RS-485,总线传递的，而数字信号的传递是根据通讯协议进行的，各个生产厂家都会选用不同的特性值，这些特性值包括各种参数，而要想在数字通信上作弊，只有破译了这些参数。如若不能破译，一是不能输入修改的参数，二是还可能在称重仪表上出现错误符号，被操作人员发觉。,返回,特殊要求,6,防爆技术,由于电子衡器属于有源的机电一体化产品，在易燃、易爆的危险环境下使用，更易发生爆炸事故。只有采用了防爆安全措施之后，才能在危险环境下应用。特别是在石油化工、军事工业、粮食加工、轻纺工业、矿井下以及石油、天然气等贮运作业等场合的称重计量，一旦用户要使用电子衡器，就必须选用具有防爆功能的电子衡器，对在防爆区域内的电缆、接线盒、传感器、仪表等配套设备都要具有防爆安全措施。,目前电子衡器通常采用本质安全型和隔爆型两种防爆方式，适用于国内,ibBT4,、,dBT4,的防爆标志的危险环境。称重传感器的桥路及补偿器件通常为电阻器件，激励电源大多数为直流电压，为使传感器在爆性混合物的场所不致成为引爆源，必须将激励电压、电流降低到点燃可燃物的能量之下。称重传感器的弹性体采用合金工具钢和铝合金，输入电阻有,800,和,400,，,正常供桥电压为,12V,、,桥路电流为,2530mA,，,信号电缆长度在,1030m,之间。当采用了本质安全型防爆技术，传感器供桥电源由称重仪表经安全栅后，其供桥电压降至,6V,左右，激励电流控制在,18mA,以下。这些条件对于由,6,只桥式传感器组成的普通贸易结算秤来讲是安全能满足要求的。但是对于一些承载器要求较长的衡器，其称量分辨力就很难满足了。,返回,特殊要求,7,接地要求,电子衡器作为一种准确称量物料质量的电子计量设备，必须对各种干扰有一定的保护和屏蔽接地措施，以确保其安全运行。特别是在有防爆要求的现场安装电子衡器，更应严格采取防护、屏蔽和接地措施，以防各种高压电击穿的可能，保证计量示值准确和稳定。,（,1,）保护接地,对于在建筑物外安装的大型料斗式电子秤，由于它露天设置，有的高度甚至超过其它建筑物时，就有可能与空中带电云团之间产生放电产生雷击。为此，必须根据规范设置独立的避雷针，以尖端放电效应中和云团中的电荷，使该类衡不致因雷击而损坏。,一台衡通常有多个支承点与称重传感器连接。当雷击和秤台上电焊作业等原因造成大电流时，上述这些承重点就是电流回流通道上的一个不良环节。即使称重传感器与秤台之间接触良好，大电流流经弹性体时，也会通过电磁耦合和静电耦合对测量桥路产生干扰。为此，必须在传感器上下端或悬臂梁的左右端之间设置大电流回流旁电路电缆。这种电缆不仅要有足够的疏流能力，而且要有足够的柔软性，以不致引起力值旁路。,为预防电磁感应雷对信号电缆引入高电位，造成称重传感器电流电源线破坏或燃爆的可能，应采用电缆线屏蔽层接地。对于制造、输送或贮存压缩空气，液化气体或石油制品等低导电物质的管道、容器或贮罐，由于这些物质彼此摩擦而产生静电，当这些静电聚集到一定量会引进高电位，对人员和衡器带来很大危险。所以必须在容器、管道上有可靠的接地。若设备是分段连接的，则必须在它们之间设置旁路电缆。,（,2,）抗干扰屏蔽接地,屏蔽问题实际是一个噪声抑制问题，噪声源很多，如何正确接地是抑制噪声的重要措施。对于模拟式称重传感器来讲，主要有工频噪声和共模两种干扰。,对于工频噪声干扰可采取以下措施,a.,称重传感器信号传输电缆避开动力线；,b.,称重传感器传输电缆的屏蔽层可靠接地；,c.,采用并联供桥法，以降低系统的输出阻抗；,对于共模噪声干扰,对于地电位变化较大的地点，称重传感器的外壳是以浮地为宜，其外壳可与电缆屏蔽层连接，在靠近称重仪表一端单点入地，接地装置的接地接入地点应选择在可靠的零区，且远离大功率设备的保护接地装置或避雷接地装置端。,屏蔽接地,称重传感器是接地还是“浮地”，应视具体情况而定。如果不存在由接地导线传播途径引起的干扰，则对于一般电子衡器的传感器与安装底座间不设置绝缘垫，而与衡器的预埋板或地脚螺钉进行直接连接。为满足抗共模干扰的要求，称重传感器与“地”之间还应设置专用可靠的接地桩，并与称重传感器进行可靠的连接。,称重传感器信号电缆的屏蔽层可以与称重传感器的接地螺钉相连，也可以与称重仪表的接地端相连，可依现场情况确定，但不允许双点分别由两个接地桩入地。,特殊要求,特殊要求,（,3,）接地装置,电子衡器的接桩不仅要求接地电阻小，更要求接地桩打在电位恒定的零区，所以一般采用人工接地装置。,接地桩离地表,1/3,地桩总长度，四周,0.5m,范围内充填粘土并夯实；,遇砂土时，可加大地桩长度，并打入,9m,以上深度；,可用食盐等电解液定期浸渍地桩周围土壤；,用扁钢焊成的网络状的接地桩沉入湖、河底层作地线。同其他工作一样，接地装置的施工也不是一劳永逸的，必须于每年雷电季节前使用接地电阻测量仪器对各接地点进行测试，检查其接地质量。因为器件表面氧化和锈蚀会使阻值增加，甚至断路。,