耀華XK3190-A12E稱重控制儀表報(bào)價(jià)的工作原理和知識(shí)

　　稱重傳感器按轉(zhuǎn)換工作原理分為電磁力式、光電式、液壓式、電容式、磁極變形式、振動(dòng)式、陀螺儀式、電陰應(yīng)變式等8類傳感器，以電阻應(yīng)變式使用zui廣。在稱重傳感器主要技術(shù)指標(biāo)的基本概念和評(píng)價(jià)方法上，新舊國標(biāo)有質(zhì)的差異。本文介紹稱重傳感器的工作原理和使用注意事項(xiàng)等知識(shí)。
　　電阻應(yīng)變式稱重傳感器是基于這樣一個(gè)原理：彈性體（彈性元件，敏感梁）在外力作用下產(chǎn)生彈性變形，使粘貼在他表面的電阻應(yīng)變片（轉(zhuǎn)換元件）也隨同產(chǎn)生變形，電阻應(yīng)變片變形后，它的阻值將發(fā)生變化（增大或減小），再經(jīng)相應(yīng)的測(cè)量電路把這一電阻變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)（電壓或電流），從而完成了將外力變換為電信號(hào)的過程。
　　由此可見，電阻應(yīng)變片、彈性體和檢測(cè)電路是電阻應(yīng)變式稱重傳感器中*的幾個(gè)主要部分。下面就這三方面簡要論述稱重傳感器工作原理。

       一、傳感器電阻應(yīng)變片
　　電阻應(yīng)變片是把一根電阻絲機(jī)械的分布在一塊有機(jī)材料制成的基底上，即成為一片應(yīng)變片。他的一個(gè)重要參數(shù)是靈敏系數(shù)K。我們來介紹一下它的意義。
　　設(shè)有一個(gè)金屬電阻絲，其長度為L，橫截面是半徑為r的圓形，其面積記作S，其電阻率記作ρ，這種材料的泊松系數(shù)是μ。當(dāng)這根電阻絲未受外力作用時(shí)，它的電阻值為R：
　　R=ρL/S（Ω）（2—1）
　　當(dāng)他的兩端受F力作用時(shí)，將會(huì)伸長，也就是說產(chǎn)生變形。設(shè)其伸長ΔL，其橫截面積則縮小，即它的截面圓半徑減少Δr。此外，還可用實(shí)驗(yàn)證明，此金屬電阻絲在變形后，電阻率也會(huì)有所改變，記作Δρ。
　　對(duì)式（2--1）求全微分，即求出電阻絲伸長后，他的電阻值改變了多少。我們有：
　　ΔR=ΔρL/S+ΔLρ/S–ΔSρL/S2（2—2）
　　用式（2--1）去除式（2--2）得到
　　ΔR/R=Δρ/ρ+ΔL/L–ΔS/S（2—3）
　　另外，我們知道導(dǎo)線的橫截面積S=πr2，則Δs=2πr*Δr，所以
　　ΔS/S=2Δr/r（2—4）
　　從材料力學(xué)我們知道
　　Δr/r=-μΔL/L（2—5）
　　其中，負(fù)號(hào)表示伸長時(shí)，半徑方向是縮小的。μ是表示材料橫向效應(yīng)泊松系數(shù)。把式（2—4）（2—5）代入（2--3），有
　　ΔR/R=Δρ/ρ+ΔL/L+2μΔL/L
　　=（1+2μ（Δρ/ρ）/（ΔL/L））*ΔL/L
　　=K*ΔL/L（2--6）
　　其中
　　K=1+2μ+（Δρ/ρ）/（ΔL/L）（２--７）
　　式（2--6））說明了電阻應(yīng)變片的電阻變化率（電阻相對(duì)變化）和電阻絲伸長率（長度相對(duì)變化）之間的關(guān)系。
　　需要說明的是：靈敏度系數(shù)K值的大小是由制作金屬電阻絲材料的性質(zhì)決定的一個(gè)常數(shù)，它和應(yīng)變片的形狀、尺寸大小無關(guān)，不同的材料的K值一般在1.7—3.6之間；其次K值是一個(gè)無因次量，即它沒有量綱。
　　在材料力學(xué)中ΔL/L稱作為應(yīng)變，記作ε，用它來表示彈性往往顯得太大，很不方便
　　常常把它的百萬分之一作為單位，記作με。這樣，式（２--６）常寫作：
　　ΔR/R=Kε（2—8）
　　二、稱重傳感器彈性體的原理
　　彈性體是一個(gè)有特殊形狀的結(jié)構(gòu)件。它的功能有兩個(gè)，首先是它承受稱重傳感器所受的外力，對(duì)外力產(chǎn)生反作用力，達(dá)到相對(duì)靜平衡；其次，它要產(chǎn)生一個(gè)高品質(zhì)的應(yīng)變場(chǎng)（區(qū)），使粘貼在此區(qū)的電阻應(yīng)變片比較理想的完成應(yīng)變棗電信號(hào)的轉(zhuǎn)換任務(wù)。
　　以托利多公司的SB系列稱重傳感器的彈性體為例，來介紹一下其中的應(yīng)力分布。
　　設(shè)有一帶有肓孔的長方體懸臂梁。
　　肓孔底部中心是承受純剪應(yīng)力，但其上、下部分將會(huì)出現(xiàn)拉伸和壓縮應(yīng)力。主應(yīng)力方向一為拉神，一為壓縮，若把應(yīng)變片貼在這里，則應(yīng)變片上半部將受拉伸而阻值增加，而應(yīng)變片的下半部將受壓縮，阻值減少。下面列出肓孔底部中心點(diǎn)的應(yīng)變表達(dá)式，而不再推導(dǎo)。
　　ε=（3Q（1+μ）/2Eb）*（B（H2-h2）+bh2）/（B（H3-h3）+bh3）（2--9）
　　其中：Q--截面上的剪力；E--揚(yáng)氏模量：μ—泊松系數(shù)；B、b、H、h—為梁的幾何尺寸。
　　需要說明的是，上面分析的應(yīng)力狀態(tài)均是“局部”情況，而應(yīng)變片實(shí)際感受的是“平均”狀態(tài)。
　　三、檢測(cè)電路原理
　　檢測(cè)電路的功能是把電阻應(yīng)變片的電阻變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷狠敵觥Ｒ驗(yàn)榛菟沟请姌蚓哂泻芏鄡?yōu)點(diǎn)，如可以抑制溫度變化的影響，可以抑制側(cè)向力干擾，可以比較方便的解決稱重傳感器的補(bǔ)償問題等，所以惠斯登電橋在稱重傳感器中得到了廣泛的應(yīng)用。
　　因?yàn)槿珮蚴降缺垭姌虻撵`敏度zui高，各臂參數(shù)*，各種干擾的影響容易相互抵銷，所以稱重傳感器均采用全橋式等臂電橋。
　　其實(shí)稱重傳感器原理上就是壓力傳感器，形狀不一樣而已，通常有很多種方法傳感的，但我見到，用得比較多，比如地磅用的那些，一般為電渦流式。
　　也就是說，他有一個(gè)電渦流觸發(fā)繞組，然后還有一個(gè)傳感器感應(yīng)電渦流強(qiáng)度。
　　由于這個(gè)傳感器整體是金屬封裝，電渦流在其內(nèi)部，受到壓后形變，渦流就發(fā)生變化，放大后就可以讀到數(shù)據(jù)了。
　　然后，封裝這個(gè)東西的材料，通常選用剛性材料，總之，就是一般的金屬，比如鋼，但肯定不會(huì)用很軟的東西的。至少電渦流方式傳感的壓力傳感器，是不會(huì)用軟金屬制造的。
　　因?yàn)榧词故卿摚退闶艿綁毫π巫兡敲磶孜⒚祝敲措姕u流的變化也足夠感應(yīng)出到底變化了多少而且如果是軟金屬，稱很重東西的時(shí)候，可能很容易出問題。

　　
　耀華XK3190-A12E稱重控制儀表報(bào)價(jià)使用知識(shí)
　　隨著技術(shù)的進(jìn)步,由稱重傳感器制作的電子衡器已廣泛地應(yīng)用到各行各業(yè),實(shí)現(xiàn)了對(duì)物料的快速、準(zhǔn)確的稱量，特別是隨著微處理機(jī)的出現(xiàn)，工業(yè)生產(chǎn)過程自動(dòng)化程度化的不斷提高，稱重傳感器已成為過程控制中的一種必需的裝置，從以前不能稱重的大型罐、料斗等重量計(jì)測(cè)以及吊車秤、汽車秤等計(jì)測(cè)控制，到混合分配多種原料的配料系統(tǒng)、生產(chǎn)工藝中的自動(dòng)檢測(cè)和粉粒體進(jìn)料量控制等，都應(yīng)用了稱重傳感器，目前，稱重傳感器幾乎運(yùn)用到了所有的稱重領(lǐng)域。
　　本系統(tǒng)由微機(jī)控制稱重傳感器的稱重和比較，并輸出控制信號(hào)，執(zhí)行定值稱量，控制外部給料系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)行自動(dòng)稱量和快速分裝的任務(wù)。
　　系統(tǒng)采用MCS-51單片機(jī)和V/F電壓頻率變換器等電子器件，其硬件電路框圖如圖1所示，用8031作為*處理器，BCD拔碼盤作為定值設(shè)定輸入器，物料裝在料斗里，其重量使傳感器彈性體發(fā)生變形，輸出與重量成正比的電信號(hào)，傳感器輸出信號(hào)經(jīng)稱重變送器放大后，輸入V/F轉(zhuǎn)換器進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，變送成的頻率信號(hào)直接送入8031微處理器中，其數(shù)字量由微機(jī)進(jìn)行處理。微機(jī)一方面把物重的瞬時(shí)數(shù)字量送入顯示電路，顯示出瞬時(shí)物重，另一方面則進(jìn)行稱重比較，開啟和關(guān)閉加料口和稱重變送器，放料于箱中等一系列的稱重定值控制。