稱重傳感器

一、稱重傳感器的故障現(xiàn)象

作為電子衡器的關(guān)鍵部件的稱重傳感器由于制造材料、制造工藝、安裝方法、使用條件、安裝環(huán)境等影響，因傳感器故障造成衡器故障的現(xiàn)象歸納起來主要表現(xiàn)為：

1.加載后無顯示。

2.空載或稱重過程中,顯示數(shù)據(jù)不穩(wěn)定、跳變。

3.空載時(shí)顯示數(shù)據(jù)過大。

4.零位漂移。

5.稱重后不回零。

6.重復(fù)性、線性、靈敏度差。

二、稱重傳感器故障常用檢測方法

當(dāng)電子衡器出現(xiàn)故障現(xiàn)象后，我們可通過手摸眼看表測等方法，確定儀表無故障和秤體處于完好狀態(tài)后，可做偏載測試以初步判斷哪只稱重傳感器存在故障。

對稱重傳感器好壞的檢測，可以借助萬用表、示波器、毫伏發(fā)生器等工具儀表對其性能、技術(shù)參數(shù)進(jìn)行測量，與生產(chǎn)廠家使用說明書提供及平時(shí)檢修總結(jié)出來的技術(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，從而找出發(fā)生故障的傳感器，具體的檢測方法有：

1.輸出信號判斷法：如果采用阻抗法無法檢測出傳感器的好壞，可采用此法作進(jìn)一步地檢測。給儀表送電后，逐個(gè)將傳感器的輸出線拆掉，需要注意的是在拆線過程中要特別小心操作以防觸電，且不可將輸出線與輸入激勵(lì)線短路，在空載情況下，用萬用表直流mV檔測其mV值。假定額定激勵(lì)電壓為U（V），傳感器的靈敏度為M（mV/V），傳感器載荷重量為K（kg），傳感器的額定容量為F（kg），則每只傳感器輸出電壓應(yīng)為：U×M×K/F（mV）

同一衡器同型號的傳感器在無載荷情況下其輸出mv值基本一致。若超出計(jì)算值或傳感器的額定輸出且輸出不穩(wěn)定，即可判斷該只傳感器有故障。

2.阻抗判斷法：切斷工作電源，逐個(gè)將傳感器的輸出、輸入線拆開，若用萬用表測量輸出、輸入阻抗和信號電纜各芯與屏蔽層的絕緣性能下降，即可判斷出該只傳感器有故障。

3.排除法：如上兩種方法無法檢測出故障傳感器可用此法。將所有傳感器的連線拆掉，用模擬器通過接線盒向顯示器加入信號，如秤顯示正常，可將傳感器逐只與模擬器并聯(lián)接入，觀察顯示情況，接入某只后顯示不穩(wěn)定，則該只為故障傳感器。也可采用在通電情況下，逐個(gè)拆下傳感器的方法，當(dāng)拆下某只傳感器、顯示正常了，那么剛拆下的那只傳感器就有故障。

平行梁傳感器是稱重傳感器中***常用的傳感器之一，廣泛運(yùn)用于電子秤，廚房秤，珠寶秤等行業(yè)領(lǐng)域，是工業(yè)和農(nóng)業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中不可缺少的核心部件，外形如四方體形狀，行業(yè)內(nèi)統(tǒng)稱為平行梁稱重傳感器。早在20世紀(jì)70年代初期，平行梁稱重傳感器是滿足商業(yè)電子稱，量程小精度高，剛性和靈敏度都非常大，便于調(diào)整四角誤差的***選擇。

到了20世紀(jì)80年代我國平行梁稱重傳感器已經(jīng)研制出鋁合金材質(zhì)大批量在市場上應(yīng)用。從結(jié)構(gòu)和材質(zhì)上考慮，鋁合金平行梁稱重傳感器的市場遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了原來的技術(shù)。很多時(shí)候大家都分不清平行梁稱重傳感器與剪切梁稱重傳感器，那么平行梁稱重傳感器與剪切梁稱重傳感器有什么異同呢？下面價(jià)讓我們來分析一下：

平行梁稱重傳感器與剪切梁稱重傳感器相同點(diǎn)

懸臂梁式稱重傳感器在使用時(shí)，一端固定，一端受力。這樣的測量方法輸出靈敏度大，精度高，測量的其他特性也很好，因而得到了廣泛應(yīng)用。但在這種測量方法中產(chǎn)生了兩種生產(chǎn)工藝，上下平行貼片的平行梁式傳感器，和側(cè)壁V型貼片的剪切梁式傳感器。

平行梁稱重傳感器與剪切梁稱重傳感器的區(qū)別

兩者所不同的是平行梁傳感器由于是上下平行貼片，測量的是上下平面相對變化，這樣一來就能允許較大的偏壓。而剪切梁是采用側(cè)面V型貼片技術(shù)，測量的是橫斷面的形變情況，比較的參考點(diǎn)是橫斷面的上半部分和下半部分，這樣以來在同等的形變量中剪切梁的輸出毫伏信號略小于平行梁。但是由于剪切梁對彈性體材料的加工損傷更小，所以這種傳感器在承受瞬間沖擊和過載方面優(yōu)于平行梁稱重傳感器。

在用戶使用時(shí)，如果使用偏壓的可能較大，可以使用平行梁式傳感器，比如廚房稱，簡易小臺(tái)稱，皮帶秤，好處是單獨(dú)一個(gè)傳感器就可以構(gòu)成平臺(tái)稱。而剪切梁傳感器則不行，其使用必須按照其規(guī)定的受力點(diǎn)和受力方向受力。

小量程懸臂梁傳感器大都采用鋁合金材料，由于這種材料的特性決定了其必須采用平行梁結(jié)構(gòu)才能輸出較大的信號給用戶使用。如果使用合金鋼材料則可以做成廂式和其他形式。用戶可以根據(jù)需要選用。

接下來我們用比較簡單一個(gè)例子，用通俗的（也就是非標(biāo)準(zhǔn)非專業(yè)的大白話）方式來做一個(gè)簡單解釋，目的不求標(biāo)準(zhǔn)，但求大家能理解應(yīng)用，如有錯(cuò)漏，請指正，請以國家標(biāo)準(zhǔn)等官方資料為準(zhǔn)。如您是專業(yè)人士，也請直接無視以下內(nèi)容。懇請各位看官不要以專業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)要求以下文字的表述^_^

例：有一個(gè)稱重設(shè)備，它***能稱量的重量是100.00kg，稱重時(shí)，數(shù)字跳動(dòng)變化的***小數(shù)字是0.02kg，那么：

這個(gè)秤的***稱量，就是100.00 kg，簡單說就是100 kg，就是這個(gè)秤能稱量的***重量；分度值是0.02 kg，就是秤能分辨的***小的重量值；通常當(dāng)實(shí)際稱重超過***稱量值9個(gè)分度值時(shí)，也就是本例中超過100.18kg時(shí)稱重設(shè)備會(huì)輸出超載信號；分度數(shù)=***稱量÷分度值=100÷0.02=5000；小數(shù)點(diǎn)位數(shù)就是重量值數(shù)字中，小數(shù)點(diǎn)之后有幾位小數(shù)，上面例子中的小數(shù)點(diǎn)位數(shù)就是2；內(nèi)碼的計(jì)算，一般的情況是一個(gè)分度數(shù)對應(yīng)20個(gè)內(nèi)碼數(shù)，按照上例的分析，滿量程有5000個(gè)分度數(shù)，對應(yīng)的內(nèi)碼就是5000×20=100000；

零點(diǎn)就是稱重的基準(zhǔn)點(diǎn)，在這個(gè)基準(zhǔn)上增減的重量，才是實(shí)際稱重的重量。一般的稱重設(shè)備有3個(gè)零點(diǎn)：標(biāo)定零點(diǎn)，開機(jī)零點(diǎn)，當(dāng)前零點(diǎn)。標(biāo)定零點(diǎn)，顧名思義，就是在標(biāo)定的時(shí)候，作為基準(zhǔn)記錄的一個(gè)零點(diǎn)，然后在此基礎(chǔ)上做的重量標(biāo)定；這個(gè)零點(diǎn)在稱重設(shè)備開機(jī)時(shí)都會(huì)被使用到，會(huì)與開機(jī)時(shí)檢測到的AD碼進(jìn)行比較，判斷兩者的誤差是否在開機(jī)零點(diǎn)范圍之內(nèi)，如果在范圍之內(nèi)，那么就已開機(jī)時(shí)檢測到的AD碼作為開機(jī)零點(diǎn)，也就是開機(jī)后稱重的基準(zhǔn)；開機(jī)使用中的稱重設(shè)備，會(huì)因?yàn)锳D溫飄，傳感器溫飄蠕變等各種原因，AD信號輸出會(huì)發(fā)生漂移現(xiàn)象，設(shè)備內(nèi)的零點(diǎn)跟蹤校準(zhǔn)程序會(huì)對這個(gè)非常緩慢的漂移做自動(dòng)跟蹤，抵消這個(gè)漂移，但是這個(gè)零點(diǎn)跟蹤的方式，是有速度和范圍要求的，一般的國標(biāo)是***跟蹤速度不超過0.5e/S，由于零點(diǎn)跟蹤，以及手動(dòng)置零，開機(jī)后，設(shè)備的零點(diǎn)一直在變化，任一時(shí)刻的零點(diǎn)，就是設(shè)備的當(dāng)前零點(diǎn)，請記?。哼@個(gè)零點(diǎn)，只要零點(diǎn)跟蹤打開，或者經(jīng)過了手動(dòng)置零，就會(huì)是不確定和變化的。手動(dòng)置零就是通過外部按鍵或命令讓稱重設(shè)備把當(dāng)前的稱重?cái)?shù)據(jù)直接作為當(dāng)前零點(diǎn)，只要當(dāng)前稱重重量不超過手動(dòng)置零的范圍，稱重設(shè)備就會(huì)立即將顯示清零復(fù)位。

當(dāng)設(shè)備稱重的物品有包裝時(shí)，如果我們只需要稱量物品自身的重量，就要先把包裝物作為皮重預(yù)去除，可以把包裝實(shí)物直接放在秤臺(tái)上，然后去皮，稱重設(shè)備會(huì)自動(dòng)記錄當(dāng)前的重量作為皮重暫存，把當(dāng)前重量清零，并把凈重（或者也可以叫皮重，因?yàn)榇藭r(shí)已經(jīng)有了皮重）標(biāo)志置位，這是實(shí)物去皮；如果包裝不便分開，而且已知包裝的重量，則可以通過按鍵或數(shù)據(jù)通信，直接把此重量輸入稱重設(shè)備，并把這個(gè)重量作為皮重，也會(huì)有同樣的效果，這就是所謂的數(shù)字去皮。再把物品放上秤臺(tái)，所稱量得到的重量，就是物品的凈重，而毛重=皮重+凈重，因此實(shí)際應(yīng)用，只需要知道這3個(gè)重量中的兩個(gè)，就可以推算出第三個(gè)重量值了。

AD采樣速率就是稱重設(shè)備對秤臺(tái)上物品重量的檢測速度，通常在每秒幾次至幾十次之間，高速的稱重應(yīng)用，可達(dá)上千次，對于一個(gè)既定的稱重設(shè)備，AD速率越快，AD檢測的數(shù)據(jù)精度會(huì)相對越差，而AD速率越慢，AD檢測的精度會(huì)相對越高。因此應(yīng)根據(jù)實(shí)際稱重對速率的需要，合理選擇能滿足需要的***檔的速率進(jìn)行AD采樣，能***限度提高檢測精度，從而在速度和精度上取得***平衡點(diǎn)。

AD濾波深度：AD采樣后的數(shù)據(jù)，由于各種原因，往往會(huì)混雜各種來自于不同原因的噪聲在其中，為了得到一個(gè)盡可能接近真實(shí)的稱重?cái)?shù)據(jù)，稱重設(shè)備會(huì)采用數(shù)字濾波的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)信號處理，而AD濾波深度，是這個(gè)數(shù)據(jù)處理的一個(gè)重要參數(shù)，一般地，濾波深度越小，數(shù)據(jù)輸出的信號響應(yīng)速度越快，但是對噪聲濾除的效果也越差；而濾波深度越大，則輸出的信號響應(yīng)速度越慢，但是對于噪聲濾除的效果會(huì)越好，所謂魚和熊掌不可兼得，在響應(yīng)速度和濾波效果之間，合理的取舍，尋找***平衡點(diǎn)，是用好一個(gè)稱重設(shè)備很關(guān)鍵的一步，這個(gè)沒有確定的標(biāo)準(zhǔn)，需要使用者根據(jù)現(xiàn)場情況，做一個(gè)權(quán)衡取舍，究竟是速度優(yōu)先，還是穩(wěn)定優(yōu)先，得由您自己根據(jù)實(shí)際需要定奪。

精確度指的是秤儀表上的讀數(shù)與秤上放置的實(shí)際重量的接近程度。秤的精確度通常根據(jù)公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)來衡量，比如 NIST 認(rèn)證的校驗(yàn)砝碼。

分辨率指的是數(shù)字秤能夠檢測到的***小的重量變化。分辨率根據(jù)增量大小進(jìn)行衡量，取決于稱重傳感器和數(shù)字儀表的功能。數(shù)字重量儀表可能能夠顯示非常小的增量，比如 0.01 磅 [5 克]；但是這并不表示系統(tǒng)的精確度達(dá) 0.01 磅 [5 克]。

有助于您區(qū)分精確度和分辨率。即使儀表的分辨率為 0.01 磅 [0.005 千克]，重量度數(shù)的精確度也不能達(dá)到 0.32 磅 [0.145 千克]。分辨率取決于儀表的電子電路?，F(xiàn)在的許多工業(yè)儀表都可以都可以將稱重傳感器信號分為 1,000,000 個(gè)刻度，并且實(shí)際可以顯示 100,000 個(gè)刻度。顯示的分辨率取決于儀表的分配方式。但是顯示增量的大小不能使秤精確到該增量。

1 失重秤（如圖 1）

圖1失重秤結(jié)構(gòu)示意圖

失重秤的基本組成可分為設(shè)備系統(tǒng)和控制部分兩大部分。

設(shè)備部分主要由計(jì)量料斗、螺旋喂料機(jī)、卸料給料機(jī)、秤體組成。

控制部分主要由稱重傳感器、信號放大器、輸入輸出接口、控制儀表組成。

2 控制方框圖

3 工作原理

秤臺(tái)、上料斗及作用在秤臺(tái)上的所有設(shè)備作為整個(gè)秤體 ，傳感器將秤體上的重量變化連續(xù)不斷地傳送給失重秤控制儀表（控制儀表是失重秤的核心處理部份 ，所有的控制和處理功能都是由它來完成的），控制儀表根據(jù)該信號計(jì)算出單位時(shí)間內(nèi)秤體的重量變化率作為實(shí)際瞬時(shí)流量 ，然后與設(shè)定的目標(biāo)流量進(jìn)行比較 ，進(jìn)行 PID 運(yùn)算后輸出 4-20m A 的電流信號去改變喂料電機(jī)的變頻器的輸出頻率 ，從而改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速使實(shí)際喂料量盡可能的接近設(shè)定的目標(biāo)流量 ，以達(dá)到精確喂料的目的。

為實(shí)現(xiàn)失重秤喂料的連續(xù)性和計(jì)量的精確性 ，上料斗上面需要配置一個(gè)能連續(xù)供料的大料倉及控制補(bǔ)料的自動(dòng)閥門。在控制儀表中設(shè)有一個(gè)補(bǔ)料上限值和一個(gè)補(bǔ)料下限值，當(dāng)控制儀表秤得秤體上的重量達(dá)到補(bǔ)料下限值時(shí) ，會(huì)發(fā)出一個(gè)開啟補(bǔ)料閥門的信號 ，使閥門打開 ，大料倉的物料就會(huì)通過軟連接下到上料斗 ，秤體上的重量就會(huì)增加 ，當(dāng)控制儀表秤得秤體上的重量達(dá)到設(shè)定的補(bǔ)料上限值時(shí) ，會(huì)發(fā)出一個(gè)關(guān)閉閥門的信號 ，使閥門關(guān)閉。而在這個(gè)過程中喂料電機(jī)一直處于運(yùn)行狀態(tài) ，這就是說喂料是連續(xù)的。對于那些流動(dòng)性差、比較輕、比較細(xì)的物料 ，在閥門關(guān)閉之后很短的時(shí)間內(nèi) ，會(huì)有一部分重量還沒加到秤體上 ，這時(shí)如果失重秤根據(jù)傳感器傳送的信號進(jìn)行 PID控制的話 ，由于在這個(gè)時(shí)間段傳感器感受到的重量變化會(huì)變小 ，從而導(dǎo)致信號失真控制不準(zhǔn) ，為此在控制儀表內(nèi)還設(shè)有補(bǔ)料延時(shí)時(shí)間，該時(shí)間是從關(guān)閉閥門開始計(jì)時(shí)的。而在開始補(bǔ)料到補(bǔ)料延時(shí)時(shí)間結(jié)束這段時(shí)間內(nèi)喂料電機(jī)將維持補(bǔ)料前的頻率不變 ，換言之就是在該過程中失重秤處于固定頻率運(yùn)行狀態(tài)—靜態(tài)控制。當(dāng)補(bǔ)料延時(shí)時(shí)間結(jié)束失重秤自動(dòng)恢復(fù)動(dòng)態(tài)控制 ，即根據(jù)傳感器傳送的信號對喂料電機(jī)進(jìn)行控制。失重秤的運(yùn)行過程就是這樣周而復(fù)始地進(jìn)行著。

4 失重秤設(shè)計(jì)時(shí)的注意事項(xiàng)

為提高失重秤的控制精度 ，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮以下幾點(diǎn) ：

1）選擇合適的使用頻率，使用頻率保持在 35Hz~40Hz 為***，當(dāng)頻率過低時(shí) ，系統(tǒng)的穩(wěn)定性差 ；

2）傳感器量程選擇適當(dāng) ，使用在量程的 60%~70%，信號變化范圍寬 ，有利于提高控制精度 ；

3）機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要確保物料流動(dòng)性好，同時(shí)保證補(bǔ)料時(shí)間短，補(bǔ)料不應(yīng)過于頻繁 ，一般要求 5min~10min 補(bǔ)一次料 ；

4）配套傳動(dòng)系統(tǒng)要保證運(yùn)行平穩(wěn) ，線性好。167

5 失重秤在安裝和使用過程中的注意事項(xiàng) ：

為確保失重秤的精度 ，在安裝和使用過程中一定要注意以下細(xì)節(jié) ：

1）秤臺(tái)固定一定要牢固 ，傳感器為彈性形變元件 ，外界的震動(dòng)會(huì)對其產(chǎn)生干擾 ，使用經(jīng)驗(yàn)告訴 ，失重秤在使用過程中***忌諱的就是環(huán)境的震動(dòng)影響 ；

2）環(huán)境中不能有氣流流動(dòng) ，因?yàn)闉樘岣叻Q量的精度 ，所選的傳感器非常靈敏 ，所以任何的風(fēng)吹草動(dòng)對傳感器都會(huì)有干擾 ；

3）上、下軟連接要又輕又軟 ，避免下、下設(shè)備對失重秤造成干擾。目前使用的***理想的材料是光滑柔軟的絲稠 ；

4）大料倉與上料斗之間的連接距離越短越好 ，尤其是對那些粘附性比較強(qiáng)的物料 ，當(dāng)大料倉與上料斗之間的連接距離越長 ，管壁上粘附的物料就越多 ，當(dāng)管壁上的物料粘附到一定程度時(shí) ，一旦落下來對失重秤就是一個(gè)非常大的干擾 ；

5）盡量減少與外界的連接 ，凡是作用在秤體上的外界重量一定要保持恒定 ，目的是為了減少外界作用力對秤體的影響 ；

6）補(bǔ)料速度要快 ，因此一定要確保補(bǔ)料過程中下料的順暢性。對于流動(dòng)性差的物料 ，為防止其架橋 ，***的解決辦法是在大料倉加機(jī)械攪拌 ，***的忌諱為氣流破拱 ，但攪拌不能一直運(yùn)行 ，***理想的就是攪拌與補(bǔ)料過程保持一致 ，即與補(bǔ)料閥門保持同步 ；

7）補(bǔ)料的下限值和補(bǔ)料的上限值設(shè)置要合適 ，設(shè)置的指導(dǎo)思想是物料在這兩個(gè)量之間在料斗中的堆積密度基本一致。這可以通過觀察變頻器的頻率變化來得到 ，當(dāng)料斗中物料的堆積密度基本一致時(shí) ，變頻器的頻率基本上變化不大。補(bǔ)料的下限值和補(bǔ)料的上限值設(shè)置合適能夠提高補(bǔ)料過程中的控制精度 ，因?yàn)榍懊嬉呀?jīng)說過補(bǔ)料過程中失重秤處于靜態(tài)控制 ，如果能保持補(bǔ)料前后變頻器頻率基本不變 ，補(bǔ)料過程的計(jì)量精度也基本上是有保證的。

另外 ，在保證堆積密度基本一致的情況下 ，盡量減少補(bǔ)料次數(shù) ，即盡量每次多補(bǔ)一些料。這兩者互相矛盾 ，要統(tǒng)籌考慮。這也是補(bǔ)料過程中的精度能否保證的關(guān)鍵所在 ；

8）補(bǔ)料延時(shí)時(shí)間設(shè)置要合適 ，設(shè)置的指導(dǎo)思想是確保所有的物料都已落在秤體上 ，并且設(shè)置時(shí)間越短越好。前面已經(jīng)說過在補(bǔ)料延時(shí)時(shí)間內(nèi)失重秤是處于靜態(tài)控制 ，所以該時(shí)間越短越好。該時(shí)間也可通過觀察來得到 ，在調(diào)試時(shí)期可以先把該延時(shí)時(shí)間設(shè)置長一些 ，觀察每次補(bǔ)料結(jié)束后 ，秤體上的總重量在多長時(shí)間能夠不波動(dòng)（不會(huì)變大）穩(wěn)定下來（秤體上的總重量平穩(wěn)少）。那么該時(shí)間即是合適的補(bǔ)料延時(shí)時(shí)間。

6 結(jié)論

本文介紹了失重秤的工作原理及在設(shè)計(jì)、使用過程中應(yīng)注意的一些事項(xiàng) ，尤其是使用過程中的那些細(xì)節(jié) ，是寶貴的經(jīng)驗(yàn)之談 ，希望能對大家有所幫助 ，能更好的使用失重秤。也只有注意到了這些細(xì)節(jié)問題 ，失重秤的控制精度才有保證 ，才能生產(chǎn)出好的合格的產(chǎn)品。

　　一、熱脹冷縮影響

　　對于以前汽車衡承載器的長度在12~14m的情況下，承載器的熱脹冷縮不是一個(gè)突出的問題，但是當(dāng)承載器的長度達(dá)到18m以上后，就成為一個(gè)不容忽視的問題了。固然對承載器限位裝置的設(shè)計(jì)產(chǎn)生一個(gè)的影響，但是對如何選擇稱重傳感器產(chǎn)生的影響就更大。我們知道，由于稱重傳感器結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)所確定，金屬的線膨脹系數(shù)：溫度范圍20～100℃（如果實(shí)際使用范圍為60℃時(shí)），碳鋼10.6～12.2/10-6℃-1（選用11.4/10-6℃-1），對于一臺(tái)長18m的汽車衡來講，其變化應(yīng)為：18000mm×60×11.4/10-6=12.312mm。

　　這樣就出現(xiàn)兩個(gè)問題：

　　一個(gè)是，承載器與兩端通道的間距問題；

　　一個(gè)是，稱重傳感器的抗偏載性能問題。

　　1、間距

　　這個(gè)間距不是承載器限位間隙，承載器的限位間隙是可調(diào)節(jié)的，而這里所講的這個(gè)間距是不可調(diào)節(jié)的，是在制造基礎(chǔ)時(shí)就已經(jīng)固定的了。所以一定需要在制造基礎(chǔ)時(shí)，考慮到使用現(xiàn)場可能的溫度范圍，及可能造成的熱脹冷縮承載器長度變化，兩端間距的總尺寸一定要大于熱脹冷縮的變形量。

　　2、稱重傳感器的抗偏載性能

　　目前電阻應(yīng)變式稱重傳感器的抗偏載性能排列次序?yàn)椋褐健鷪A筒式→蝶式→平行梁式→懸臂梁式→橋式→輪輻式（當(dāng)然對于柱式雙膜片稱重傳感器來講，比普通單膜片結(jié)構(gòu)要好一些；雙球面結(jié)構(gòu)的比單球面結(jié)構(gòu)的要好一些）。這里必須注意以上只是從外形上辨別的，從結(jié)構(gòu)原理上的排列次序?yàn)椋?/p>

　　柱式正應(yīng)力→梁式正應(yīng)力→單剪應(yīng)力→雙剪應(yīng)力。

　　從以上抗偏載性能的排列次序可以清楚地看出，在使用柱式結(jié)構(gòu)的稱重傳感器時(shí)應(yīng)該注意熱脹冷縮的問題，比如所選用的產(chǎn)品其規(guī)定的偏載角度是多少？是否能夠滿足稱量性能的要求？有的制造企業(yè)在產(chǎn)品樣本上介紹，其生產(chǎn)的柱式稱重傳感器性能范圍在3°之內(nèi)能夠保證計(jì)量性能，這是一種負(fù)責(zé)任企業(yè)的表現(xiàn)。但是，我不知他們是如何測試出來的，因?yàn)閾?jù)我淺顯的知識所了解，在帶一定斜度的工作臺(tái)上進(jìn)行稱重傳感器的測試是非常危險(xiǎn)的。

　　二、zui大秤量影響

　　1、靈敏度影響問題

　?。?）目前常用的稱重傳感器當(dāng)中，其靈敏度通常為2mV/V。雙剪切梁式（橋式）結(jié)構(gòu)、單剪切梁（懸臂式）結(jié)構(gòu)、平行梁結(jié)構(gòu)的靈敏度通常為2mV/V，柱式結(jié)構(gòu)的靈敏度通常為1mV/V，另有一小部分懸臂梁結(jié)構(gòu)、S型的靈敏度為3mV/V。動(dòng)態(tài)電子軌道衡在稱量過程中因?yàn)橛休^大的沖擊載荷，所以使用靈敏度指標(biāo)是1mV/V的，zui大秤量為20噸的柱式稱重傳感器產(chǎn)品；一般靜態(tài)稱量用的衡器，如，汽車衡、平臺(tái)秤等產(chǎn)品，由于相對沖擊載荷較小，使用靈敏度2mV/V的稱重傳感器；一些采用杠桿系統(tǒng)的，或者一些不易產(chǎn)生偏載影響的料斗秤、稱量液態(tài)物質(zhì)的衡器，可以使用靈敏度3mV/V的稱重傳感器。

　?。?）可能有的朋友要講，在R76-1《非自動(dòng)衡器》國際建議（2006版）中，對非自動(dòng)衡器模塊兼容性核查時(shí)，針對不同結(jié)構(gòu)的衡器只是給出了一個(gè)修正系數(shù)Q，根本就沒有考慮稱重傳感器的“靈敏度”問題，你在這里是否也在故弄玄虛？實(shí)際上，同樣兩個(gè)zui大秤量一樣的稱重傳感器，如果一個(gè)靈敏度為1mV/V，而另一個(gè)靈敏度為2mV/V，那么其使用情況是完全不一樣的。因?yàn)橄鄬碇v，兩者之間實(shí)際載荷能力相差一半左右。換句話講，如果兩者靈敏度相當(dāng)，則靈敏度為1mV/V的稱重傳感器比靈敏度為2mV/V的稱重傳感器負(fù)載能力大一倍。

　　2、交變應(yīng)力影響

　　許多衡器產(chǎn)品都是在動(dòng)載荷作用下工作的，很少有衡器是在靜止稱量的，所以在選擇稱重傳感器時(shí)，一定要考慮沖擊作用力的影響，在設(shè)計(jì)選擇稱重傳感器是留有一定的安全余量。但是，像汽車衡、軌道衡等一些衡器，其不但受到?jīng)_擊載荷的影響，還受到交變作用力的影響，這些交變作用力對稱重傳感器的破壞力，在某些環(huán)境下對一些產(chǎn)品結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的破壞力有時(shí)大于瞬時(shí)作用力，在這樣作用下產(chǎn)生的破壞被成為“疲勞破壞”，與靜載荷下的破壞迥然不同，其破壞時(shí)應(yīng)力低于材料的強(qiáng)度極限，甚至低于屈服極限。

　　三、安裝影響

　　1、固定稱重傳感器的螺栓對安裝力矩的要求

　　稱重傳感器安裝的緊固力度如何，是保證其使用中的邊界條件是否能穩(wěn)定的前提。裝配時(shí)緊固力度太大，有可能將緊固螺栓扭斷；緊固力度較小，有可能達(dá)不到安裝要求。稱重傳感器不論是安裝在承載器上，還是安裝在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上，都必須達(dá)到在重量對承重點(diǎn)作用后，其固定點(diǎn)不會(huì)發(fā)生松動(dòng)，所以固定點(diǎn)選用的螺栓材質(zhì)、直徑和預(yù)緊力矩都有嚴(yán)格的要求。力矩T=k?d?F（其中k=0.2）

　　直徑預(yù)緊力F強(qiáng)度

　　M8M10M12M16M20M24M27M30M36

　　5.6級102016202360440068609880129001570019400

　　普通

　　6.8級16102550371069001080015500202002470035900

　　8.8級21203360489091101470021200275003370049000

　　高強(qiáng)度

　　10.9級304048107000130002030029300381004660067800

　　例如，選用10.9級M24的高強(qiáng)度螺栓，

　　旋轉(zhuǎn)力??0.22429300140640140TkdFkgmmkgmmkgm==××?=?≈?

　　2、安裝力矩對稱重傳感器應(yīng)力的影響

　　對于某些結(jié)構(gòu)的稱重傳感器來講，由于其應(yīng)變區(qū)與安裝位置間隔比較近，在設(shè)計(jì)時(shí)又沒有考慮隔離區(qū)，所以用于固定稱重傳感器的作用力如果處理的不合適，將會(huì)影響稱重傳感器的正常輸出信號。比如，電子計(jì)價(jià)秤使用的“平行梁式”稱重傳感器，其偏載誤差都是在安裝結(jié)束后再修正，因?yàn)楣潭ǚQ重傳感器的螺釘位置與應(yīng)變片粘貼位置同側(cè)面，且距離比較近，如果設(shè)計(jì)在兩端的效果就會(huì)好的多。80年代引進(jìn)美國的吊秤中使用的稱重傳感器在固定位置與應(yīng)變區(qū)之間設(shè)計(jì)了一道隔離槽，就是為了減少安裝力矩對計(jì)量性能的影響。

　　四、稱重傳感器防護(hù)

　　“防護(hù)等級”這個(gè)名詞出自國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T4208-1993《外殼防護(hù)等級（IP代碼）》，在標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍中規(guī)定，它適用于低壓電器外殼的防護(hù)分級。而不適用于低壓電器對機(jī)械損壞、易爆、腐蝕性氣體或凝濕、霉菌、蟲害等條件下使用的保護(hù)。在計(jì)量檢定規(guī)程JJG669-2003《稱重傳感器》（eqv國際建議R60），同樣國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T7551-2008《稱重傳感器》也有相同的規(guī)定，對稱重傳感器的影響量zui大允許誤差，對于濕度符號分了三種類型。

　?、賹?biāo)記有“NH”符號的稱重傳感器，規(guī)定不進(jìn)行濕度試驗(yàn)；

　　②對標(biāo)記有“CH”符號（或沒有濕度符號）的稱重傳感器，規(guī)定做濕熱循環(huán)試驗(yàn)；

　?、蹖?biāo)記有“SH”符號的稱重傳感器，規(guī)定做濕熱穩(wěn)定試驗(yàn)。

　　從以上標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程中可以看出，兩者的區(qū)別之一是“溫度”影響。防水和防塵試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件基本是在常溫下進(jìn)行的，而標(biāo)記有“CH”和“SH”符號稱重傳感器的濕熱試驗(yàn)對溫度有比較嚴(yán)格的規(guī)定。第二，是水的表面漲力和蒸汽滲透能力的區(qū)別。雖然IPX7和IPX8的試驗(yàn)要求將電器完全侵入水中，并侵入到一定深度，但是我們必須注意到，是它在同一溫度下進(jìn)行的，雖然侵入水中電器會(huì)受到一定的壓力，但是水的表面漲力就能阻止水侵入到一些微小縫隙中。而在濕熱穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)時(shí)，是當(dāng)溫度升高至規(guī)定值后，再加入蒸汽達(dá)到一定濕度，這種嚴(yán)酷程度就不一樣了。因?yàn)闇囟壬邥?huì)使微小縫隙變大，蒸汽由于不受表面漲力的影響，潮濕的氣體就會(huì)長驅(qū)直入，從而影響產(chǎn)品的計(jì)量性能。第三，是時(shí)間問題。在防護(hù)等級IPX7中規(guī)定：“試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間至少為30min”，而在“CH”的試驗(yàn)中規(guī)定：“每一個(gè)循環(huán)持續(xù)24h的12個(gè)濕熱循環(huán)組成”；在“SH”的試驗(yàn)中規(guī)定：“在規(guī)定的較高溫度和85%相對濕度條件下，保持溫度、濕度穩(wěn)定兩天后進(jìn)行”。一個(gè)是30min，一個(gè)是12個(gè)24h或兩天，兩者的嚴(yán)酷度相距甚遠(yuǎn)。

　　五、數(shù)字式稱重傳感器

　　1、靈敏度概念問題

　　目前大家公認(rèn)所謂的“數(shù)字式稱重傳感器”和“數(shù)字化稱重傳感器”，都不是真正意義上的“數(shù)字傳感器”，在R60《稱重傳感器》（2000版）國際建議中，認(rèn)為這些都是裝有電子線路的稱重傳感器，也就是說，這些稱重傳感器沒有產(chǎn)生脫胎換骨的變化，模擬稱重傳感器中使用的技術(shù)指標(biāo)，在數(shù)字式稱重傳感器中也是同等應(yīng)該遵守的。其中對“靈敏度”的定義是稱重傳感器響應(yīng)（輸出）的變化對相應(yīng)的激勵(lì)（施加的載荷）變化的比。用“mV/V”表示。在過去，大家都按這個(gè)規(guī)定來考慮“模擬式稱重傳感器”的指標(biāo)的，可是怎么到了“數(shù)字式稱重傳感器”，這個(gè)“靈敏度”所表示的成了100萬碼、20萬碼等的分辨力了呢？這個(gè)“靈敏度”所反映的內(nèi)容是什么意思？這有什么用途？是否在誤導(dǎo)用戶？實(shí)際上，這個(gè)“分辨力”就是指的稱重指示器的一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換（A/D）指標(biāo)。在設(shè)計(jì)電子衡器時(shí)，選用什么規(guī)格的稱重傳感器，這個(gè)“靈敏度”指標(biāo)應(yīng)該是一個(gè)重要參數(shù)。我在《如何正確使用稱重傳感器》一文中，針對模擬式稱重傳感器的技術(shù)指標(biāo)，從稱重傳感器的zui大秤量、稱重傳感器的準(zhǔn)確度、稱重傳感器的結(jié)構(gòu)、稱重傳感器的安裝等方面，針對不同衡器產(chǎn)品應(yīng)該怎樣選擇稱重傳感器。在文中提出了一個(gè)稱重傳感器“靈敏度”的指標(biāo)，我認(rèn)為在選擇稱重傳感器時(shí)，除了應(yīng)該考慮zui大秤量、zui小檢定分度值和準(zhǔn)確度等級的指標(biāo)外，不論修正系數(shù)如何選擇，一定要注意稱重傳感器的“靈敏度”指標(biāo)。maxEminv現(xiàn)在許多數(shù)字式稱重傳感器的指標(biāo)中，將數(shù)字模塊A/D的有效分辨力50萬、100萬碼等作為“靈敏度”進(jìn)行表示，這樣混淆了靈敏度的概念，對一些選用數(shù)字式稱重傳感器的設(shè)計(jì)者帶來了困難。就如同90年代時(shí)期，將稱重儀表的分辨力操作到幾十萬一樣，直到GB/T7724-1999《稱重顯示控制器》國家標(biāo)準(zhǔn)的出版，才使這個(gè)炒作停止。

　　2、***小檢定分度值

　　在R60《稱重傳感器》（2000版）國際建議中，對于zui小檢定分度值的獲得，是根據(jù)稱重傳感器的實(shí)際測量范圍，可以分成的zui小檢定分度值。即minvnDDvminmaxmin?=。

　　這里的“測量范圍的zui大載荷”可以等于“稱重傳感器的zui大秤量”，也可以小于；

　　這里的“測量范圍的zui小載荷”可以等于“稱重傳感器的zui小靜秤量”，也可以大于。不是象某些產(chǎn)品樣本上寫的那樣，maxDmaxEmaxEminDminEminE10000/maxminEv=。

　　只有適當(dāng)?shù)剡x用好稱重傳感器，才能更好提升電子衡器的精度與性能