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電子衡器稱(chēng)重傳感器載荷分配的調整
2020-02-16

電子衡器稱(chēng)重傳感器載荷分配的調整,直接影響衡器的計量特性和其他性能。文章介紹了電子衡器采用支承安裝、并聯(lián)使用多個(gè)稱(chēng)重傳感器載荷分配的調整方法。

電子衡器大多數使用多個(gè)電阻應變式稱(chēng)重傳感器,安裝形式有支承式(壓式)和吊掛式(拉式)兩種,通常采用支承式安裝。

稱(chēng)重傳感器使用時(shí),應按選擇原則正確選擇其結構型式、計量特性等技術(shù)經(jīng)濟指標,達到最佳性能價(jià)格比要求。衡器安裝后還要進(jìn)行分部調整和整機調整,其中主要工作之一就是對多個(gè)稱(chēng)重傳感器進(jìn)行載荷分配的調整,即通常所說(shuō)進(jìn)行傳感器受力一致性調整。由于電子衡器使用多個(gè)傳感器時(shí),串聯(lián)、串并聯(lián)輸出方式實(shí)際已不再應用,本文以支承安裝、并聯(lián)使用的多個(gè)電阻應變稱(chēng)重傳感器為例,介紹載荷分配的檢查調整方法。吊掛式安裝的稱(chēng)重傳感器載荷分配的調整也可參考。

一、稱(chēng)重傳感器載荷分配調整的依據和前提條件

電子衡器是應用非電量的電測量原理,通過(guò)稱(chēng)重傳感器將質(zhì)量(重量)轉換成電量而建立的一種質(zhì)量(重量)測量方法。

電子衡器對所用稱(chēng)重傳感器的基本要求是:輸出電量與輸入重量(質(zhì)量)單值線(xiàn)性對應;有符合要求的準確度和較高的靈敏度;有較好的頻率響應特性和較小的惰性;對被稱(chēng)物體狀態(tài)影響??;能在較差環(huán)境條件下工作;穩定性、可靠性好,壽命長(cháng)。

電子衡器多個(gè)稱(chēng)重傳感器載荷分配的調整,即通過(guò)調整各傳感器受力的一致性,減小秤臺多支點(diǎn)平衡“靜不定”問(wèn)題的影響,保證秤臺支承的穩定性,從而保證秤臺重心不變及承重傳力正確,達到保證衡器的準確度和有關(guān)計量性能要求。

稱(chēng)重傳感器載荷調整的前題條件,主要是對衡器各部件的安裝質(zhì)量進(jìn)行檢查調整,達到技術(shù)標準、檢定規程、施工圖等技術(shù)文件規定的技術(shù)要求,并提出必要的部件及其特性要求。對新安裝的衡器,各部件應進(jìn)行全面檢查,維修時(shí)只檢查可檢部位和變動(dòng)部位。

1、秤臺結構

秤臺除滿(mǎn)足計量性能和使用要求外,應具有秤臺結構的對稱(chēng)性、自重分布的均勻性。

2、稱(chēng)重儀表系統

稱(chēng)重儀表系統按要求技術(shù)指標測試合格。

3、稱(chēng)重傳感器的選擇及連接

稱(chēng)重傳感器的選擇除滿(mǎn)足衡器要求的性能指標外,應盡量選擇使用輸出靈敏度及輸入輸出阻抗一致的傳感器,并在接線(xiàn)補償盒中正確連接。接線(xiàn)補償盒盡

可能安裝在計量室內稱(chēng)重儀表附近。

4、稱(chēng)重傳感器輸出靈敏度再補償

稱(chēng)重傳感器在制造時(shí)已進(jìn)行了多種補償,其中包括輸出靈敏度補償。但在電子衡器使用的多個(gè)傳感器中,每個(gè)傳感器的輸出靈敏度不可能完全相等,在供橋電壓相等時(shí),將會(huì )產(chǎn)生不可忽視的稱(chēng)量誤差。因此,每個(gè)傳感器的實(shí)際供橋電壓根據其靈敏度不同而有差異,即需要在使用時(shí)進(jìn)行輸出靈敏再補償。

多個(gè)傳感器并聯(lián)輸出,通常使用一個(gè)供橋電源。對傳感器進(jìn)行靈敏度再補償時(shí),實(shí)際供橋電壓的選擇方法是:設多個(gè)傳感器中,第i個(gè)傳感器的靈敏度Si最小,取其供橋電壓Ui符合給定的供橋電壓范圍,則靈敏度為Si的第j個(gè)傳感器的實(shí)際供橋電壓Uj由下式確定:

通常是通過(guò)調節接線(xiàn)補償盒中對稱(chēng)串聯(lián)在傳感器輸入回路的電位器實(shí)現。

5、消除或減小傳感器輸送電纜及各種干擾因素的影響

傳感器輸送電纜及各種干擾因素產(chǎn)生的虛假信號,影響載荷分配調整的正確性,必須采取措施消除減小。為了避免輸送電纜的影響,電纜的質(zhì)量、長(cháng)度及布線(xiàn)均有嚴格要求;電纜質(zhì)量好,線(xiàn)間絕緣電阻>10MΩ,傳感器有較高的對地絕緣電阻,傳感器和供橋電源對地絕緣電阻之和>200MΩ;電纜阻值、溫度系數、分布電容等直流、交流參數相同;標定(檢定)與使用電纜長(cháng)度一致,并要求所用傳感器電纜固定長(cháng)度相等;當實(shí)際使用中電纜不夠長(cháng)時(shí),續接線(xiàn)應采用與傳感器一致的電纜,采取焊接,不用插頭座形式連接,焊接處采取防護措施;布線(xiàn)正確,避免電磁干擾的影響;電纜有屏蔽層并正確采用屏蔽接地技術(shù),達到屏蔽效果;采用比率測量長(cháng)線(xiàn)補償技術(shù),尤其是電纜較長(cháng)時(shí)很有必要;等等。

6、傳感器支承高度調整裝置

除采用墊板有級調高裝置外,最好有雙面調整專(zhuān)用墊塊等無(wú)級調高裝置,或稱(chēng)微調裝置。如果沒(méi)有無(wú)級調高裝置,可備薄墊板。無(wú)級調高裝置初始安裝時(shí)高度應放置在正負可調范圍的零位處。

7、秤臺安裝的初始水平度、標高及相關(guān)尺寸是一個(gè)重要因素,用以判斷秤臺及傳感器的安裝情況,不僅要達到技術(shù)文件規定的技術(shù)狀態(tài)要求,而且直接影響載荷在傳感器上的分配。

二、稱(chēng)重傳感器載荷分配的檢查調整

在稱(chēng)重傳感器載荷分配調整的前提條件下,進(jìn)行載荷分配的檢查調整。

1、傳感器空載時(shí)的輸出值(零點(diǎn)輸出)

由于傳感器標定(檢定)時(shí)的供橋電壓Ub可能與使用時(shí)的供橋電壓U不一致,并且又經(jīng)過(guò)輸出靈敏度再補償,確定了實(shí)際供橋電壓Ui。因此,可以根據傳感器標定(檢定)時(shí)的空載輸出值Eiob計算在實(shí)際供橋電壓時(shí)的空載輸出值Eoi

傳感器空載時(shí)的輸出值也可進(jìn)行現場(chǎng)實(shí)測;用千斤頂抬起秤臺,用稱(chēng)重儀表或高精度數字電壓表在接線(xiàn)補償盒中測量各傳感器空載時(shí)的輸出值Eoi。筆者認為,實(shí)測方法更準確、實(shí)用。

2、傳感器在秤臺自重作用下的輸出值

3、傳感器載荷分配的調整

“逐個(gè)調整電子秤各支承點(diǎn),使在傳感器上的載荷至少有20%F的示值”。文獻2中指出,使用四個(gè)傳感器時(shí)“四個(gè)傳感器的輸出電壓應基本相同,各自為(秤臺)自重的1/4左右”。我們通過(guò)實(shí)踐認為,在秤臺自重作用下,傳感器輸出增加值與輸出平均增加值的相對誤差在±5% - ±10%為宜,且衡器準確度越高,調整應更精心細致。

將各傳感器在秤臺自重作用下的輸出增加值進(jìn)行比較,如果某傳感器的輸出增加值與平均增加值和相對誤差小于要求值,或輸出增加值遠小于平均增加值甚至無(wú)輸出增加值時(shí),則用該傳感器的無(wú)級調高裝置進(jìn)行調整,或用千斤頂抬起秤臺,用薄墊板進(jìn)行調整,抬高傳感器支承高度;如果某傳感器的輸出增加值與平均增加值的相對誤差大于要求值,或輸出增加值遠大于平均增加值時(shí),則用該傳感器的無(wú)級調高裝置進(jìn)行調整,降低傳感器支承高度;抬高傳感器支承高度和降低傳感器支承高度這兩種方法也可同時(shí)應用。當秤臺自重較輕或調整要求更高時(shí),還可進(jìn)行加載調整或校核。若使用.個(gè)傳感器,則用約等于(*.最大秤量的標準砝碼置于秤臺中間,進(jìn)行調整或校核。加載調整或校核時(shí),要求所加載荷在秤臺上具有幾何位置的對稱(chēng)性,以保證傳感器載荷分配的均勻性。

以上檢查調整過(guò)程中可能需要反復進(jìn)行,直到符合載荷分配一致性要求。用無(wú)級調高裝置或薄墊板進(jìn)行傳感器載荷分配的調整,一般情況下秤臺高度變化微小,通常不超過(guò)1mm不會(huì )使秤臺標高超差。