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電子衡器稱重傳感器載荷分配的調整
2020-02-16

電子衡器稱重傳感器載荷分配的調整,直接影響衡器的計量特性和其他性能。文章介紹了電子衡器采用支承安裝、并聯使用多個稱重傳感器載荷分配的調整方法。

電子衡器大多數使用多個電阻應變式稱重傳感器,安裝形式有支承式(壓式)和吊掛式(拉式)兩種,通常采用支承式安裝。

稱重傳感器使用時,應按選擇原則正確選擇其結構型式、計量特性等技術經濟指標,達到最佳性能價格比要求。衡器安裝后還要進行分部調整和整機調整,其中主要工作之一就是對多個稱重傳感器進行載荷分配的調整,即通常所說進行傳感器受力一致性調整。由于電子衡器使用多個傳感器時,串聯、串并聯輸出方式實際已不再應用,本文以支承安裝、并聯使用的多個電阻應變稱重傳感器為例,介紹載荷分配的檢查調整方法。吊掛式安裝的稱重傳感器載荷分配的調整也可參考。

一、稱重傳感器載荷分配調整的依據和前提條件

電子衡器是應用非電量的電測量原理,通過稱重傳感器將質量(重量)轉換成電量而建立的一種質量(重量)測量方法。

電子衡器對所用稱重傳感器的基本要求是:輸出電量與輸入重量(質量)單值線性對應;有符合要求的準確度和較高的靈敏度;有較好的頻率響應特性和較小的惰性;對被稱物體狀態影響??;能在較差環境條件下工作;穩定性、可靠性好,壽命長。

電子衡器多個稱重傳感器載荷分配的調整,即通過調整各傳感器受力的一致性,減小秤臺多支點平衡“靜不定”問題的影響,保證秤臺支承的穩定性,從而保證秤臺重心不變及承重傳力正確,達到保證衡器的準確度和有關計量性能要求。

稱重傳感器載荷調整的前題條件,主要是對衡器各部件的安裝質量進行檢查調整,達到技術標準、檢定規程、施工圖等技術文件規定的技術要求,并提出必要的部件及其特性要求。對新安裝的衡器,各部件應進行全面檢查,維修時只檢查可檢部位和變動部位。

1、秤臺結構

秤臺除滿足計量性能和使用要求外,應具有秤臺結構的對稱性、自重分布的均勻性。

2、稱重儀表系統

稱重儀表系統按要求技術指標測試合格。

3、稱重傳感器的選擇及連接

稱重傳感器的選擇除滿足衡器要求的性能指標外,應盡量選擇使用輸出靈敏度及輸入輸出阻抗一致的傳感器,并在接線補償盒中正確連接。接線補償盒盡

可能安裝在計量室內稱重儀表附近。

4、稱重傳感器輸出靈敏度再補償

稱重傳感器在制造時已進行了多種補償,其中包括輸出靈敏度補償。但在電子衡器使用的多個傳感器中,每個傳感器的輸出靈敏度不可能完全相等,在供橋電壓相等時,將會產生不可忽視的稱量誤差。因此,每個傳感器的實際供橋電壓根據其靈敏度不同而有差異,即需要在使用時進行輸出靈敏再補償。

多個傳感器并聯輸出,通常使用一個供橋電源。對傳感器進行靈敏度再補償時,實際供橋電壓的選擇方法是:設多個傳感器中,第i個傳感器的靈敏度Si最小,取其供橋電壓Ui符合給定的供橋電壓范圍,則靈敏度為Si的第j個傳感器的實際供橋電壓Uj由下式確定:

通常是通過調節接線補償盒中對稱串聯在傳感器輸入回路的電位器實現。

5、消除或減小傳感器輸送電纜及各種干擾因素的影響

傳感器輸送電纜及各種干擾因素產生的虛假信號,影響載荷分配調整的正確性,必須采取措施消除減小。為了避免輸送電纜的影響,電纜的質量、長度及布線均有嚴格要求;電纜質量好,線間絕緣電阻>10MΩ,傳感器有較高的對地絕緣電阻,傳感器和供橋電源對地絕緣電阻之和>200MΩ;電纜阻值、溫度系數、分布電容等直流、交流參數相同;標定(檢定)與使用電纜長度一致,并要求所用傳感器電纜固定長度相等;當實際使用中電纜不夠長時,續接線應采用與傳感器一致的電纜,采取焊接,不用插頭座形式連接,焊接處采取防護措施;布線正確,避免電磁干擾的影響;電纜有屏蔽層并正確采用屏蔽接地技術,達到屏蔽效果;采用比率測量長線補償技術,尤其是電纜較長時很有必要;等等。

6、傳感器支承高度調整裝置

除采用墊板有級調高裝置外,最好有雙面調整專用墊塊等無級調高裝置,或稱微調裝置。如果沒有無級調高裝置,可備薄墊板。無級調高裝置初始安裝時高度應放置在正負可調范圍的零位處。

7、秤臺安裝的初始水平度、標高及相關尺寸是一個重要因素,用以判斷秤臺及傳感器的安裝情況,不僅要達到技術文件規定的技術狀態要求,而且直接影響載荷在傳感器上的分配。

二、稱重傳感器載荷分配的檢查調整

在稱重傳感器載荷分配調整的前提條件下,進行載荷分配的檢查調整。

1、傳感器空載時的輸出值(零點輸出)

由于傳感器標定(檢定)時的供橋電壓Ub可能與使用時的供橋電壓U不一致,并且又經過輸出靈敏度再補償,確定了實際供橋電壓Ui。因此,可以根據傳感器標定(檢定)時的空載輸出值Eiob計算在實際供橋電壓時的空載輸出值Eoi

傳感器空載時的輸出值也可進行現場實測;用千斤頂抬起秤臺,用稱重儀表或高精度數字電壓表在接線補償盒中測量各傳感器空載時的輸出值Eoi。筆者認為,實測方法更準確、實用。

2、傳感器在秤臺自重作用下的輸出值

3、傳感器載荷分配的調整

“逐個調整電子秤各支承點,使在傳感器上的載荷至少有20%F的示值”。文獻2中指出,使用四個傳感器時“四個傳感器的輸出電壓應基本相同,各自為(秤臺)自重的1/4左右”。我們通過實踐認為,在秤臺自重作用下,傳感器輸出增加值與輸出平均增加值的相對誤差在±5% - ±10%為宜,且衡器準確度越高,調整應更精心細致。

將各傳感器在秤臺自重作用下的輸出增加值進行比較,如果某傳感器的輸出增加值與平均增加值和相對誤差小于要求值,或輸出增加值遠小于平均增加值甚至無輸出增加值時,則用該傳感器的無級調高裝置進行調整,或用千斤頂抬起秤臺,用薄墊板進行調整,抬高傳感器支承高度;如果某傳感器的輸出增加值與平均增加值的相對誤差大于要求值,或輸出增加值遠大于平均增加值時,則用該傳感器的無級調高裝置進行調整,降低傳感器支承高度;抬高傳感器支承高度和降低傳感器支承高度這兩種方法也可同時應用。當秤臺自重較輕或調整要求更高時,還可進行加載調整或校核。若使用.個傳感器,則用約等于(*.最大秤量的標準砝碼置于秤臺中間,進行調整或校核。加載調整或校核時,要求所加載荷在秤臺上具有幾何位置的對稱性,以保證傳感器載荷分配的均勻性。

以上檢查調整過程中可能需要反復進行,直到符合載荷分配一致性要求。用無級調高裝置或薄墊板進行傳感器載荷分配的調整,一般情況下秤臺高度變化微小,通常不超過1mm不會使秤臺標高超差。

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