水泥企業(yè)實(shí)用的稱重傳感器檢測(cè)裝置
稱重傳感器是把重力負(fù)荷由機(jī)械量轉(zhuǎn)換成電量的傳感元件。因此,它是電子秤計(jì)量系統(tǒng)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。直接決定和影響測(cè)量精度和工作的穩(wěn)定性。對(duì)于電子秤的制造廠家,經(jīng)常需要檢測(cè)校驗(yàn)所選配稱重傳感器的線性、重復(fù)性、(1~3個(gè)月)通電測(cè)試,從而觀察評(píng)定其工作穩(wěn)定可靠性。對(duì)于電子秤的使用廠家,由于稱重傳感器的工作環(huán)境比較惡劣,損壞、更換也比較經(jīng)常。為了查找故障和選配新的稱重傳感器,也需對(duì)其性能進(jìn)行檢測(cè)。而這種檢測(cè)一般不便送到稱重傳感器生產(chǎn)廠進(jìn)行。所以,提供適用的簡(jiǎn)單實(shí)用檢測(cè)裝置很有必要。
1 稱重傳感器標(biāo)定裝置結(jié)構(gòu)
筆者于70年代初,設(shè)計(jì)了一種千克級(jí)稱重傳感器檢測(cè)標(biāo)定裝置。經(jīng)多年使用證明,完全可以滿足一般使用要求。其結(jié)構(gòu)如圖1。
標(biāo)定裝置由掛碼架、板凳架、砝碼托鉤和標(biāo)準(zhǔn)砝碼組成。掛碼架結(jié)構(gòu)一般采用厚度為2.5mm左右的不銹鋼板制作。但視其測(cè)量負(fù)荷的大小,板厚可相應(yīng)調(diào)整,并也可采用普通鋼板材料,但應(yīng)該是進(jìn)行防銹處理,為保證剛度同時(shí)減小掛碼重量,可在掛碼架上打若干小孔。掛碼架壓頭與稱重傳感器壓頭的接觸面須做成球面,以起自動(dòng)調(diào)心并與傳感器壓頭成點(diǎn)接觸狀態(tài)。掛碼架與砝碼托鉤的接觸處,須做成刀刃狀或圓弧面,以保證力作用線垂直通過(guò)中心線,并不受摩擦阻力影響。如果能把掛碼架和砝碼托鉤的重量湊成一個(gè)整數(shù)更好,因?yàn)檫@樣標(biāo)定裝置自重的影響量就有定量。板凳架的結(jié)構(gòu)應(yīng)注意穩(wěn)固性,承放稱重傳感器的上面板須平整,厚度不小于15mm,以保證承載面具有足夠的剛度。砝碼托鉤一般做成有托板的吊鉤,但亦可據(jù)砝碼掛放的方式做相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。所采用的砝碼一般應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)砝碼,從而保證測(cè)量精度。
2 標(biāo)定校驗(yàn)方法步驟
1)把板凳架放置在穩(wěn)固無(wú)彈性基礎(chǔ)上,板凳架放置稱重傳感器的平面應(yīng)基本水平。
2)利用墊板把稱重傳感器固定在板凳架上。
3)套上掛碼架,并使掛碼架的壓頭正壓在傳感器的壓頭上。
4)把砝碼托鉤掛到掛碼架上。
5)接通稱重傳感器的供橋電源,輸出與高精度的毫伏表(精度應(yīng)高于傳感器標(biāo)稱精度的70%)相接(必要時(shí)亦可以測(cè)量電流輸出值)。
6)根據(jù)傳感器的量程大小和需要測(cè)定的點(diǎn)數(shù),向砝碼托鉤上逐級(jí)加載(砝碼)和卸載,記錄傳感器輸出數(shù)據(jù)。從而可檢測(cè)傳感器的零點(diǎn)輸出、線性精度、重復(fù)性精度和回差等性能指標(biāo),自然可判定傳感器是否正常和優(yōu)劣。
對(duì)于拉(力)式稱重傳感器檢測(cè),不需用掛碼架。把傳感器直接掛在板凳架承載面背面的吊鉤上,下面與砝碼托鉤掛接。其余步驟與上述的壓(力)式傳感器測(cè)量方法相同。
該檢測(cè)裝置具有以下特點(diǎn):
1)裝置簡(jiǎn)單,占空間小,可自行制作。
2)由于以標(biāo)準(zhǔn)砝碼為載荷,采用直接加載測(cè)量方式,并有自動(dòng)調(diào)心作用。所以,測(cè)量準(zhǔn)確性好。
3)即可單點(diǎn)測(cè)量,也可多點(diǎn)測(cè)量;即可檢測(cè)加載數(shù)據(jù),也可檢測(cè)卸載數(shù)據(jù),并可長(zhǎng)期進(jìn)行有載模擬試驗(yàn)。功能齊全、操作靈活、簡(jiǎn)單方便。
4)該裝置最適用于小量程稱重傳感器檢測(cè)標(biāo)定,特別是測(cè)量上限在200kg的傳感器更為理想。
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稱重傳感器的構(gòu)成
稱重傳感器是一種將質(zhì)量信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y(cè)量的電信號(hào)輸出的裝置。稱重傳感器一般是由敏感元件、變換元件、測(cè)量元件、輔助電源組成。
1、敏感元件是直接感受被測(cè)量(質(zhì)量)并輸出與被測(cè)量有確定關(guān)系的其他量的元件。如電阻應(yīng)變式稱重傳感器的彈性體,是將被測(cè)物體的質(zhì)量轉(zhuǎn)變?yōu)樾巫?電容式稱重傳感器的彈性體將被測(cè)的質(zhì)量轉(zhuǎn)變?yōu)槲灰啤?/p>
2、變換元件又稱傳感元件,是將敏感元件的輸出轉(zhuǎn)變?yōu)楸阌跍y(cè)量的信號(hào)。如電阻應(yīng)變式稱重傳感器的電阻應(yīng)變計(jì)(或稱電阻應(yīng)變片),將彈性體的形變轉(zhuǎn)換為電阻量的變化;電容式稱重傳感器的電容器,將彈性體的位移轉(zhuǎn)變?yōu)殡娙萘康淖兓?。有時(shí)某些元件兼有敏感元件和變換元件兩者的職能。如電壓式稱重傳感器的壓電材料,在外載荷的作用下,在發(fā)生變形的同時(shí)輸出電量。
3、測(cè)量元件將變換元件的輸出變換為電信號(hào),為進(jìn)一步傳輸、處理、顯示、記錄或控制提供方便。如電阻應(yīng)變式稱重傳感器中的電橋電路,壓電式稱重傳感器的電荷前置放大器。
4、輔助電源為傳感器的電信號(hào)輸出提供能量。一般稱重傳感器均需外鏈電源才能工作。因此,作為一個(gè)產(chǎn)品必須標(biāo)明供電的要求,但不作為稱重傳感器的組成部分。
稱重傳感器,稱重模塊,重量變送器,稱重控制儀表,稱重應(yīng)用系統(tǒng)
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傳感器的市場(chǎng)格局
我國(guó)傳感器的生產(chǎn)企業(yè)主要集中在長(zhǎng)三角地區(qū),并逐漸形成以北京、上海、南京、深圳、沈陽(yáng)和西安等中心城市為主的區(qū)域空間布局。
長(zhǎng)三角區(qū)域:以上海、無(wú)錫、南京為中心,逐漸形成包括熱敏、磁敏、圖像、稱重、光電、溫度、氣敏等較為完備的傳感器生產(chǎn)體系及產(chǎn)業(yè)配套。
珠三角區(qū)域:以深圳中心城市為主,由附近中小城市的外資企業(yè)組成以熱敏、磁敏、超聲波、稱重為主的傳感器產(chǎn)業(yè)體系。
東北地區(qū):以沈陽(yáng)、長(zhǎng)春、哈爾濱為主,主要生產(chǎn)MEMS力敏傳感器、氣敏傳感器、濕敏傳感器。
京津區(qū)域:主要以高校為主,從事新型傳感器的研發(fā),在某些領(lǐng)域填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。北京已建立微米/納米國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。中部地區(qū):以鄭州、武漢、太原為主,產(chǎn)學(xué)研緊密結(jié)合的模式,在PTC/NTC熱敏電阻、感應(yīng)式數(shù)字液位傳感器和氣體傳感器等產(chǎn)業(yè)方面發(fā)展態(tài)勢(shì)良好。
此外,傳感器產(chǎn)業(yè)伴隨著物聯(lián)網(wǎng)的興起,在其他區(qū)域如陜西、四川和山東等地發(fā)展很快。
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