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發(fā)布時(shí)間：2024-10-06
稱重傳感器按轉(zhuǎn)換方式分為8種：光電式、液壓式、電磁力式、電容式、磁極變式、振動(dòng)式、陀螺儀、電阻應(yīng)變式等。電阻應(yīng)變式為使用最廣泛的。光電稱重傳感器包括光柵式和碼盤式。光柵式稱重傳感器利用光柵形成的莫爾條紋將角位移轉(zhuǎn)換為光電信號(hào)。有兩種光柵，一種是固定光柵，另一種是安裝在轉(zhuǎn)軸上的移動(dòng)光柵。此外，承重平臺(tái)上的被測(cè)物通過傳力杠桿系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)刻度盤軸，帶動(dòng)移動(dòng)光柵轉(zhuǎn)動(dòng)，使莫爾條紋也隨之移動(dòng)。利用光電管、轉(zhuǎn)換電路和顯示儀表，可以計(jì)算出移動(dòng)的莫爾條紋的數(shù)量，測(cè)量光柵的旋轉(zhuǎn)角度，從而確定和讀取被測(cè)物體的質(zhì)量。碼盤傳感器的碼盤（符號(hào)盤）是一塊安裝在表盤軸上的透明玻璃，按一定的編碼方式編成黑白代碼。當(dāng)加在承重臺(tái)上的被測(cè)物通過傳力桿轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤軸時(shí)，碼盤也轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度。光電管通過碼盤接收光信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再經(jīng)電路進(jìn)行數(shù)字化處理，在顯示屏上顯示代表被測(cè)質(zhì)量的數(shù)字。光電傳感器主要用于機(jī)電組合秤。液壓稱重傳感器在被測(cè)物重力P的作用下，液壓油的壓力增加，增加的程度與P成正比。通過測(cè)量壓力的增加，可以確定被測(cè)物的質(zhì)量。液壓傳感器結(jié)構(gòu)簡單牢固，測(cè)量范圍大，但精度一般不超過1/100。電容式稱重傳感器它與電容器振蕩電路的振蕩頻率 f 與板之間的距離 d 之間的比例關(guān)系一起工作（圖 6）。有兩塊板，一塊固定的，一塊可移動(dòng)的。當(dāng)承載平臺(tái)承載被測(cè)物時(shí)，板簧發(fā)生偏轉(zhuǎn)，兩極板之間的距離發(fā)生變化，電路的振蕩頻率也發(fā)生變化。通過測(cè)量頻率的變化，可以得到承載平臺(tái)上被測(cè)物體的質(zhì)量。電容式傳感器功耗更低，成本更低，精度為 1/200 到 1/500。主要優(yōu)勢(shì)電阻、電感和電容是電子技術(shù)中的三種無源元件。電容式傳感器是將測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換為電容變化的傳感器。它本質(zhì)上是一個(gè)參數(shù)可變的電容器。電容式傳感器具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1) 高阻抗、低功率、只需低輸入能量。(2)可以獲得較大的變化量，使其具有較高的信噪比和系統(tǒng)穩(wěn)定性。(3)動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，工作頻率可達(dá)數(shù)兆赫，厚b接觸測(cè)量，被測(cè)對(duì)象可以是導(dǎo)體或半導(dǎo)體。(4)結(jié)構(gòu)簡單。適應(yīng)性強(qiáng)，可在高低溫、強(qiáng)輻射等惡劣環(huán)境下工作，應(yīng)用廣泛。隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，不斷克服電容式傳感器易受干擾、易受分布電容影響等缺點(diǎn)，開發(fā)出電容式網(wǎng)格位移傳感器和集成電容式傳感器。廣泛應(yīng)用于自動(dòng)檢測(cè)，可測(cè)量壓力、位移、轉(zhuǎn)速、加速度、A度、厚度、液位、濕度、振動(dòng)、成分含量等參數(shù)。電容式傳感器具有很好的發(fā)展前景。主要缺點(diǎn)缺點(diǎn)1：輸出阻抗高，負(fù)載能力差缺點(diǎn)2：輸出特性是非線性的缺點(diǎn)三：寄生電容影響很大電磁稱重傳感器它的工作原理是承載平臺(tái)上的負(fù)載與電磁力平衡。當(dāng)被測(cè)物置于承重平臺(tái)上時(shí)，杠桿一端向上傾斜；光電裝置檢測(cè)到傾角信號(hào)，放大后流入線圈產(chǎn)生電磁力，利用杠桿恢復(fù)平衡狀態(tài)。被測(cè)物體的質(zhì)量可以通過產(chǎn)生電磁平衡力的電流的數(shù)字轉(zhuǎn)換來確定。電磁力傳感器精度高，可達(dá)1/2000～1/60000，但稱重范圍只有幾十毫克到10公斤之間。磁極變體稱重傳感器當(dāng)鐵磁元件因被測(cè)物體的重力而發(fā)生機(jī)械變形時(shí)，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)磁率發(fā)生變化，使繞在鐵磁元件兩側(cè)的次級(jí)線圈（磁極）的感應(yīng)電壓也隨之發(fā)生變化。通過測(cè)量電壓的變化可以得到施加在磁極上的力，進(jìn)而可以確定被測(cè)物體的質(zhì)量。磁極變體傳感器的精度不高，一般為1/100。適用于大噸位稱量，稱量范圍為幾十到幾萬公斤。振動(dòng)稱重傳感器彈性元件受力后，其固有振動(dòng)頻率與外加力的平方根成正比。通過測(cè)量固有頻率的變化，可以得到被測(cè)物體作用在彈性元件上的力，進(jìn)而得到它的質(zhì)量。
物料重量計(jì)量是工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化過程中的主要計(jì)量參數(shù)之一。由于物料在輸送過程中需要進(jìn)行重量檢測(cè)，對(duì)于不同的物料輸送方式，往往會(huì)有不同的稱重設(shè)備。本文介紹了衡器的組成和分類，以及幾種重要衡器——電子皮帶秤、定量皮帶秤、電子料斗秤、電子汽車衡、電子軌道秤的選用要點(diǎn)。
1 概述衡器是各行各業(yè)用來稱量物品的設(shè)備。按結(jié)構(gòu)原理可分為機(jī)械衡器、電子衡器、機(jī)電衡器三大類。 1970 年代和 1980 年代大致是一個(gè)分水嶺。過去，使用機(jī)械稱重儀器。然后是電子秤。在過渡階段，使用了機(jī)電組合衡器�，F(xiàn)在，幾乎所有的電子衡器都在使用。電子衡器使用稱重傳感器和輸出電信號(hào)的二次儀表或稱重系統(tǒng)，故稱為衡器或稱重系統(tǒng)。
對(duì)于衡器而言，其組成通常包括載體、稱重傳感器、二次儀表等幾個(gè)主要部件。載體通常起到力轉(zhuǎn)換的作用。例如汽車衡的工作臺(tái)作為載體，將汽車重量轉(zhuǎn)換為臺(tái)下稱重點(diǎn)的重量；稱重傳感器將重力轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出；二次儀表是對(duì)電信號(hào)進(jìn)行處理后，轉(zhuǎn)換成物品重量值顯示。當(dāng)多臺(tái)電子衡器需要組成一個(gè)相關(guān)的配料系統(tǒng)或電子衡器需要與其他設(shè)備組成一個(gè)多功能的復(fù)雜稱重裝置時(shí)，這些功能都應(yīng)由稱重系統(tǒng)來完成。例如由多臺(tái)皮帶秤或汽車衡組成的配比供料系統(tǒng)，視頻監(jiān)控、道閘、紅綠燈、紅外光束、IC讀卡器、人臉抓拍打印一體機(jī)、大屏顯示、語音上述功能應(yīng)由稱重系統(tǒng)執(zhí)行。
2 衡器的分類衡器通常按用途分類，如電子皮帶秤、定量皮帶秤、電子料斗秤、電子汽車衡、電子軌道秤、電子吊秤、重量分揀秤、價(jià)簽秤、定量包裝秤、智能組合秤、定量累積秤、減量秤、液體灌裝秤、郵政秤、電子叉車秤、螺旋給料秤、轉(zhuǎn)子給料秤、連續(xù)失重秤等。在上述衡器中，電子皮帶秤、定量皮帶秤、電子料斗秤、電子汽車衡、電子軌道秤的應(yīng)用比較多。本文將以這些衡器為例，介紹選擇要點(diǎn)。
3 主要衡器及系統(tǒng)選型要點(diǎn)3.1 電子皮帶秤電子皮帶秤是在皮帶輸送機(jī)的適當(dāng)位置安裝一個(gè)秤架（見圖4-4-1），實(shí)現(xiàn)對(duì)秤架上重力的測(cè)量和輸送時(shí)皮帶速度的測(cè)量。物料通過皮帶輸送機(jī)。在二次儀表中獲得物料的瞬時(shí)流量和累積流量。
3.1.1 基本數(shù)據(jù)
在設(shè)計(jì)和選擇電子皮帶秤時(shí)，至少應(yīng)準(zhǔn)備以下基本數(shù)據(jù)：
稱量材料的類型；
稱量流量（t/h、kg/h）；
皮帶秤的預(yù)期用途；
皮帶秤所需的精度；
帶式輸送機(jī)的狀況；
皮帶秤的驗(yàn)證和測(cè)試條件。
3.1.2 設(shè)計(jì)選型要點(diǎn)
電子皮帶秤的選擇比較復(fù)雜。 When there are omissions in the selection, the use of electronic belt scales often fails to meet the design requirements or even cannot be used at all.
皮帶秤的用途大致可分為過程監(jiān)控秤、計(jì)量秤和貿(mào)易結(jié)算秤。過程監(jiān)控秤主要用于監(jiān)控過程參數(shù)；計(jì)量表用于企業(yè)重要原材料的計(jì)量或企業(yè)內(nèi)部的經(jīng)濟(jì)核算；貿(mào)易結(jié)算秤用于計(jì)量企業(yè)之間交換的物資。皮帶秤的用途不同，設(shè)計(jì)和選型也有很大的不同。以載體結(jié)構(gòu)為例，過程監(jiān)控秤結(jié)構(gòu)簡單，稱重托輥組數(shù)少，而計(jì)量秤和貿(mào)易結(jié)算秤結(jié)構(gòu)簡單。比較復(fù)雜，稱重托輥組數(shù)較多。
電子皮帶秤的使用一般決定了所需的精度。過程監(jiān)控秤對(duì)測(cè)量精度要求不高，一般為1%~3%；計(jì)量尺度用于企業(yè)重要原材料的計(jì)量或企業(yè)內(nèi)部的經(jīng)濟(jì)核算。精度要求比較高，一般為0.5%~1%；貿(mào)易結(jié)算量表用于企業(yè)間交換物資的計(jì)量，計(jì)量精度，應(yīng)達(dá)到0.25%～0.5%�？梢钥闯觯С拥挠猛疽话阋矝Q定了所需的精度，但在選型之前，仍需提出確切的精度要求。
電子皮帶秤的稱重過程是通過皮帶的傳動(dòng)間接實(shí)現(xiàn)的，皮帶輸送機(jī)的狀況不好。
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