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電子汽車衡器如何選用傳感器

電子汽車衡器如何選用傳感器
環境給傳感器造成的影響主要有以下幾個方面:
(1)高溫環境對傳感器造成涂覆材料熔化、焊點開化、彈性體內應力發生結構變化等問題。對于高溫環境下工作的傳感器常采用耐高溫傳感器;另外,必須加有隔熱、水冷或氣冷等裝置。
(2)粉塵、潮濕對傳感器造成短路的影響。在此環境條件下應選用密閉性很高的傳感器。不同的傳感器其密封的方式是不同的,其密閉性存在著很大差異。
常見的密封有密封膠充填或涂覆;橡膠墊機械緊固密封;焊接(氬弧焊、等離子束焊)和抽真空充氮密封。
從密封效果來看,焊接密封為最佳,充填涂覆密封膠為最差。對于室內干凈、干燥環境下工作的傳感器,可選擇涂膠密封的傳感器,而對于一些在潮濕、粉塵性較高的環境下工作的傳感器,應選擇膜片熱套密封或膜片焊接密封、抽真空充氮的傳感器。
(3)在腐蝕性較高的環境下,如潮濕、酸性對傳感器造成彈性體受損或產生短路等影響,應選擇外表面進行過噴塑或不銹鋼外罩,抗腐蝕性能好且密閉性好的傳感器。
(4)電磁場對傳感器輸出紊亂信號的影響。在此情況下,應對傳感器的屏蔽性進行嚴格檢查,看其是否具有良好的抗電磁能力。
(5)易燃、易爆不僅對傳感器造成徹底性的損害,而且還給其它設備和人身安全造成很大的威脅。因此,在易燃、易爆環境下工作的傳感器對防爆性能提出了更高的要求:在易燃、易爆環境下必須選用防爆傳感器,這種傳感器的密封外罩不僅要考慮其密閉性,還要考慮到防爆強度,以及電纜線引出頭的防水、防潮、防爆性等。
對傳感器數量和量程的選擇:
傳感器數量的選擇是根據電子衡器的用途、秤體需要支撐的點數(支撐點數應根據使秤體幾何重心和實際重心重合的原則而確定)而定。一般來說,秤體有幾個支撐點就選用幾只傳感器,但是對于一些特殊的秤體如電子吊鉤秤就只能采用一個傳感器,一些機電結合秤就應根據實際情況來確定選用傳感器的個數。
傳感器量程的選擇可依據秤的最大稱量值、選用傳感器的個數、秤體的自重、可能產生的最大偏載及動載等因素綜合評價來確定。一般來說,傳感器的量程越接近分配到每個傳感器的載荷,其稱量的準確度就越高。但在實際使用時,由于加在傳感器上的載荷除被稱物體外,還存在秤體自重、皮重、偏載及振動沖擊等載荷,因此選用傳感器量程時,要考慮諸多方面的因素,保證傳感器的安全和壽命。
傳感器量程的計算公式是在充分考慮到影響秤體的各個因素后,經過大量的實驗而確定的。
公式如下:
C=K-0K-1K-2K-3(Wmax+W)/N
C—單個傳感器的額定量程
W—秤體自重
Wmax—被稱物體凈重的最大值
N—秤體所采用支撐點的數量
K-0—保險系數,一般取值在1.2~1.3之間
K-1—沖擊系數
K-2—秤體的重心偏移系數
K-3—風壓系數
例如:一臺30t電子汽車衡,最大稱量是30t,秤體自重為1.9t,采用四只傳感器,根據當時的實際情況,選取保險系數K-0=1.25,沖擊系數K-1=1.18,重心偏移系數K-2—=1.03,風壓系數K-3=1.02,試確定傳感器的噸位。
解:根據傳感器量程計算公式:
C=K-0K-1K-2K-3(Wmax+W)/N
可知:
C=1.25×1.18×1.03×1.02×(30+1.9)/4 =12.36t
因此,可選用量程為15t的傳感器(傳感器的噸位一般只有10T、15T、20t、25t、30t、40t、50t等,除非特殊訂做)。
根據經驗,一般應使傳感器工作在其30%~70%量程內,但對于一些在使用過程中存在較大沖擊力的衡器,如動態軌道衡、動態汽車衡、鋼材秤等,在選用傳感器時,一般要擴大其量程,使傳感器工作在其量程的20%~30%之內,使傳感器的稱量儲備量增大,以保證傳感器的使用安全和壽命。
要考慮各種類型傳感器的適用范圍:
傳感器的準確度等級包括傳感器的非線形、蠕變、蠕變恢復、滯后、重復性、靈敏度等技術指標。在選用傳感器的時候,不要單純追求高等級的傳感器,而既要考慮滿足電子秤的準確度要求,又要考慮其成本。
對傳感器等級的選擇必須滿足下列兩個條件:
1. 滿足儀表輸入的要求。稱重顯示儀表是對傳感器的輸出信號經過放大、A/D轉換等處理之后顯示稱量結果的。因此,傳感器的輸出信號必須大于或等于儀表要求的輸入信號大小,即將傳感器的輸出靈敏度代人傳感器和儀表的匹配公式,計算結果須大于或等于儀表要求的輸入靈敏度。
傳感器和儀表的匹配公式:
傳感器輸出靈敏度*激勵電源電壓*秤的最大稱量
秤的分度數*傳感器的個數*傳感器量程
例如:一稱量為25kg的定量包裝秤,最大分度數為1000個分度;秤體采用3只L—BE—25型傳感器,量程為25kg,靈敏度為2.0±0.008mV/V,拱橋電壓力12V;秤采用AD4325儀表。問采用的傳感器能否與儀表匹配。
解:經查閱,AD4325儀表的輸入靈敏度為0.6μV/d,因此根據傳感器和儀表的匹配公式可得儀表的實際輸入信號為:2×12×25/1000×3×25=8μV/d>0.6μv/d,所以,采用的傳感器滿足儀表輸入靈敏度的要求,能夠與所選儀表匹配。
2. 滿足整臺電子秤準確度的要求。一臺電子秤主要是由秤體、傳感器、儀表三部分組成,在對傳感器準確度選擇的時候,應使傳感器的準確度略高于理論計算值,因為理論往往受到客觀條件的限制,如秤體的強度差一點,儀表的性能不是很好、秤的工作環境比較惡劣等因素都直接影響到秤的準確度要求,因此要從各方面提高要求,又要考慮經濟效益,確保達到目的。

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