经过数十年的发展,称重传感器以及偏载调试电路经过了数次变革,取得了卓越的成就。但是在平常使用过程中,很多工程师并不是很注重传感器的计算选择,从而造成了很多传感器错选的现象,导致衡器测量进度降低。而常用的偏载调整电路,则存在不能长期保持稳定及不能独立采集和在线监测并联组秤里面单个传感器的承重状态的弊端。
想要提高“以传感器为核心”的信息准确采集精度,就要知道如何确定传感器的准确度,以及提供一种能够长期稳定并且能够独立采集单个传感器承重状态的电路。
如何确定传感器的准确度
传感器的准确度是一个综合概念,需要有一组量值共同构成。构成准确度的量值来自两个方面:一方面是按统一性要求由衡器分解而来的,如安全极限负荷、最大秤值、最小静负荷等,我们称这组量为基本量;另一方面是来自传感器性能,如误差、分度值等。
基本量的确定基本量的确定方法如下:
(l)测量范围:由所组地磅的最大秤量分解(要考虑到最不利的分配因素)而来。例如,多传感器地磅的最大秤量与传感器的测量范围相等一台地磅中用了多个传感器,那么由各传感器测量范围合成为衡器的最大秤量。
(2)安全极限载荷:考虑到衡器受到冲击、振动、不均分配等过载因素后所需的最大承载值。通常,非自动衡器用传感器的安全极限载荷是最大测量范围的 1.6~2 倍,自动衡器用传感器的安全极限载荷是最大测量范围的 1.25~1.6 倍,即安全系数。有时,安全极限载荷不便确定,则可先确定测量范围,再乘以安全系数得到该值。
(3)最小静负荷:每一种称重传感器都有其较具体的应用领域,传感器的最小静负荷与衡器零点是同一概念,因此可由该类衡器中承载器的最小可能值计算最小静负荷。
(4)最大秤量:最大测量范围与最小静负荷之和。有了以上四个基本量,可以对传感器进行初步的选择。
初步选择传感器之后,则要检测传感器准确度,以检验所选用的传感器是否满足准确度要求。准确度的确定(1)按 R60 国际建议做全部试验操作。
(2)用常温测量的最小静负荷点进程测量平均值,最大测量范围 75%左右点的测量均值为参考点作出计算偏差的参考直线。
(3)在最小静负荷点及其最近测试点的全部数据中选最大偏差,将其除以 0.35 得到 V1 值;选最大秤量点全部数据中的最大偏差并除以 1.05 得 V2;选最大测量范围 1/2 点全部数据中的最大偏差并除以 0.7 得 V3(若预计分度数大于 4000,则除以 1.05);最后在 V1、V2、V3 中选最大值作为分度值的预选值,记为 V'。
(4)用最大秤量与最小静负荷的差值除 V',得到分度数 n 的预选值,记为 n'。用 n'将测量范围分段,若此时其他各测量数据均符合允差要求,则 n=n',否则应根据超差点的数据计算压缩比k(k<1),得到 n=km'。
选定传感器
监测传感器准确度是否符合要求,如符合要求则确定使用,如果不符合要求则重新选用,重复以上步骤。
传感器电路
现在最为常用的称重传感器是电阻应变式称重,下文便以该传感器为例,介绍传感器电路。单个电阻应变式称重传感器的电路电阻应变式称重传感器是在弹性体上按照一定的规律粘贴电阻应变片且接成电桥电路形式。
掌握传感器准确度确定的方法,能够使得设计工程师选择合适的传感器。全新的偏载调试监测电路可以提高传感器的检测精度,并且能够及时监测和判断故障部位,从而进行修复。整个过程,以传感器为核心,可以有效减小传感器测量误差,提高衡器的测量精度和稳定性。