常见问题


  • 选择正确的称重传感器额定秤量,应大于装置中的最大载荷。不要让其承受大于其额定秤量的载荷。

  • 选择适合相关应用和环境的称重传感器型号。

  • 要知道称重传感器是在电气和机械两个方面都很灵敏的传感器。其选择和安装都只能由该专业领域的专业人士完成。应采取系统安全预防措施。不要依靠传感器的机械耐用性或传感器输出的信号来保证人员或财产的安全。适当选大规格并使用您认为必要的外部安全元件。

  • 使用制造商专门为特定传感器设计的传感器配件。

  • 使用制造商专门为特定传感器设计的传感器配件。

  • 设计合适的机械过载保护元件、线路保护、防鼠措施和任何其他危险保护措施。

  • 避免在称重传感器中出现温度梯度。整个传感器主体的温度必须稳定。如果附近有热源,用隔热板隔热,以降低向传感器任何部分的热传递或热辐射。

  • 拿传感器时不要抓电线,也不要拉电线。安装中适当保护电线。

  • 保护秤和称重传感器,使其不受冲击影响。

  • 退回厂家时必须妥善包装,防止冲击。

  • 不要打开称重传感器或尝试进行维修。

  • 不要在称重传感器附近进行焊接操作。

  • 称重传感器安装区域应保持清洁。

  • 装置中应有合适的排水系统,避免长时间积水。称重传感器和电线都不能长时间浸泡在水中。

  • 不要硬拉传感器或使其承受与主要测量方向不同方向上的扭力。

  • 使用稳定且无噪声的电源。供电电压不得大于推荐值,防止称重传感器过载和放电。

  • 电子设备分辨率的设置不要高于传感器的逻辑可用分辨率,或者高于应用的用户所需的分辨率。

  • 不要超出称重传感器的任何指标限制,也不要超出行业惯例。

  • 以上建议只是作为一般信息以供参考,并未包含所有注意事项。安装负责人员应分析每个具体案例的需求。

为了定义一个称重传感器的计量特性,通常使用 OIML(国际法制计量组织)制定的标准,对于称重传感器为OIML R60 建议采用“称重传感器计量规则”。

根据那些建议,vmin 参数是“称重传感器最小检定分度”,是传感器制造商提供的数据,用以表示为了规定称重传感器的每个分度的大小或分辨率而建议的最小尺寸。

vmin 值采用质量(重量)的单位。通常,vmin 是介于称重传感器额定秤量的6,000 和10,000 分度之间的值。

根据下面的公式,秤制造商可用此数据来验证为特定的秤所选的分度是否与称重传感器能提供的最小分度相容:

vmin ≤ e / √ N or e ≥ vmin * √ N

式中:

e 是秤检定分度或秤的分度
N 是秤中称重传感器的数量
称重系统的预期精密度是下面两个计算(a)和(b)中获得的最高值:

(a) 受称重传感器最小分度限制(与可重复性有关):

emin(rep) = vmin * √ N (a)


式中:
emin(rep) = 由称重传感器最小分度可获得的最小误差
vmin = 称重传感器最小检定分度
N = 称重传感器的个数

(b) 受传感器使用量程限制(与线性有关):

emin(lin) = Max / nlc (b)


式中:
emin(lin) = 由称重传感器使用量程可获得的最小误差
Max = 产品净重
nlc = 称重传感器检定分度的数量

结果:emin = emin(rep)和emin(lin)二者中最大者

建议:


精密度是误差。“显示”分辨率或分度是指所显示的分数。在被检定的秤中,显示分辨率或分度不应高于仪器本身的误差。在特定工业环境中,需要增大分辨率,比系统的实际误差或精密度的两倍还要精确。

示例:

Ej.1) 普通秤

称重系统数据:
产品 Max= 600 kg
静载荷 DL = 120 kg
总载荷 = 720 kg
支撑点数 N = 3

传感器数据:
3 个装置,型号350 i 500 kg
Emax = 500 kg
nlc= 3000 个分度
vmin = Emax / Y = 500 / 10000 = 0.05 kg

计算:

(a) 受传感器最小分度限制(与可重复性有关):

emin(rep) = vmin * √ N = 0.05 * √ 3 = 0.0865 kg

(b) 受传感器使用量程限制(与线性有关):

emin(lin) = Max / nlc = 600 / 3000 = 0.2 kg

结果:

emin = 0,2 kg emin = 0.2 kg

对这些秤,我们应选择 d = 0.2 kg 的显示分辨率

Ej.2) 相对于产品重量来说静载荷相当大的秤

称重系统数据:
产品 Max= 400 kg
静载荷 DL = 320 kg
总载荷 = 720 kg
支撑点数 N = 3

传感器数据:
型号350 i 500 kg
Emax = 500 kg
nlc= 3000 个分度
vmin = Emax / Y = 500 / 10000 = 0.05 kg

计算:

(a) 受传感器最小分度限制(与可重复性有关):

emin(rep) = vmin * √ N = 0.05 * √ 3 = 0.0865 kg

(b) 受传感器使用量程限制(与线性有关):

emin(lin) = Max / nlc = 400 / 3000 = 0.133 kg

结果:

emin = 0.133 kg

对此秤,在用于商业交易的检定秤的环境中,我们应选择d = 0.2 kg 的显示分辨率,在工业控制环境中,应选择更小的d = 0.1 kg。

Ej. 3) 静载荷很大而产品重量很小的秤

称重系统数据:
产品 Max= 220 kg
静载荷 DL = 500 kg
总载荷 = 720 kg
支撑点数 N = 3

传感器数据:
型号350,500 kg
Emax = 500 kg
nlc= 3000 个分度
vmin = Emax / Y = 500 / 10000 = 0.05 kg

计算:

(a) 受传感器最小分度限制(与可重复性有关):

emin(rep) = vmin * √ N = 0.05 * √ 3 = 0.086 kg

(b) 受传感器使用量程限制(与线性有关):

emin(lin) = Max / nlc = 220 / 3000 = 0.073 kg

结果:

emin = 0.086 kg

对这些秤,我们应选择 d = 0.1 kg 的显示分辨率。
按照公司的一般政策,我们不提供制造称重传感器的合金钢的信息。多年来,我们一直在努力选择最佳的钢材来制造称重传感器,包括选择由国际供应商提供的最好的合金、制造工艺和热处理。钢材是一门艺术!这也是我们请求您的谅解,将这些信息视为内部信息和机密“技术”资产的原因。
称重系统的一只或多只传感器对特定的载荷增加所输出的信号,通常为显示分度,为:

Δu = (C * 1000 * Uexc * e) / (N * Emax )

式中:

Δu = 信号的增加值,单位μV/div (毫伏/分度)
C = 传感器的额定灵敏度,单位mV/V
Uexc = 传感器的激励电压,单位 V(伏)
e = 分度大小,单位kg
N = 称重传感器的个数
Emax = 传感器的量程

典型值:

Δu = 0.8~5 μV/div (毫伏/分度)
C = 1 ~ 3 mV/V (毫伏/伏)
Uexc = 3 ~ 12 V(伏)
e = 0.001 kg ~100 kg
N = 1 ~10
Emax = 1 kg ~ 400000 kg

示例:

例 1) 最大量程=15 kg,分度 e=0.005 kg (5g)的秤
N = 1,Emax = 20 kg, C= 2mV/V
称重传感器激励电压 Uexc = 10 伏

Δu = (2 * 1000 * 10 * 0.005) / (1 * 20) = 5 μV/div

例 2)与例1)相同,但称重传感器激励电压 Uexc = 5 伏

Δu = (2 * 1000 * 5 * 0.005) / (1 * 20) = 2.5 μV/div

例 3) 最大量程=600 kg,分度 e=0.200 kg 的秤
N = 4,Emax = 500 kg, C= 2mV/V
称重传感器激励电压 Uexc = 5 伏

Δu = (2 * 1000 * 5 * 0.2) / (4 * 500) = 1 μV/div

例 4)  最大量程=1500 kg,分度 e=0.5 kg 的秤
N = 4,Emax = 750 kg, C= 2mV/V
称重传感器激励电压 Uexc = 6 伏

Δu = (2 * 1000 * 6 * 0.5) / (4 * 750) = 2 μV/div

例 5) 与例4)相同,但使用稍大一些的传感器:
N = 4,Emax = 1000 kg, C= 2mV/V
称重传感器激励电压 Uexc = 6 伏

Δu = (2 * 1000 * 6 * 0.5) / (4 * 1000) = 1.5 μV/div

例 6)
 最大量程=60000 kg,分度 e=20 kg 的汽车衡
N = 6,Emax = 20000 kg, C= 2mV/V
称重传感器激励电压 Uexc = 10 伏

Δu = (2 * 1000 * 10 * 20) / (6 * 20000) = 3.3 μV/div

例 7)  最大量程=60000 kg,分度 e=20 kg 的汽车衡
N = 8,Emax = 30000 kg, C= 2mV/V
称重传感器激励电压 Uexc = 6 伏

Δu = (2 * 1000 * 6 * 20) / (8 * 30000) = 1 μV/div

建议:


正如我们在上述示例中看到的那样,传感器每个“显示”分度输出的信号值非常小;在1 到2μV/div 之间。因此,对称重传感器应使用特定的高灵敏度仪器,仪器应有超稳定的电源电压、稳定的差分放大器、16到24 位高分辨率模数转换器、滤波器和合适的保护。

传感器导线管的屏蔽和整个系统的接地将有助于在干扰环境(如工业环境)中保护这些微弱的信号。
下面是称重传感器选择的实用指南。必须考虑到可能会有其他技术环境或要求,必须将其定位为可能对大多数情况有效。本指南只适用于由称重传感器完全支撑的系统和载荷分布均匀且无严重不对称的系统,不适用于力量通过杠杆传递到传感器的系统,载荷分布严重不对称的系统或有滚动载荷的系统。选择或推荐称重传感器时,应弄清以下问题:

第1个问题:称重传感器上要施加什么载荷。
第2个问题:将在什么环境中工作。
第3个问题:其他考虑事项。


要施加在传感器上的载荷将给出称重传感器所需的传感器额定秤量趋向。用此我们可以限制可从其中进行选择的型号的数量。工作环境与其他考虑事项及额定秤量一起,将帮助我们选择型号。

额定秤量的选择:


选择目的是估算所有工作环境中每个支撑点上的真实载荷和称重系统的寿命,包括极端情况,选择具有合适的额定秤量和充足的安全系数的称重传感器。

称重传感器的秤量用下面的方法确定:

  • 静载荷:估算结构、料罐或料仓的静载荷,包括其所有构件:管道、泵、电机、搅拌器、隔热装置、加热液体及附件。

  • 产品重量:必须知道秤的秤量和最大量程或产品的重量。

  • 总重:是静载荷产品重量之和。

  • 支撑点数N:是支撑称重结构、料罐或秤的支撑点的数量。通常有3到6个支撑点。

  • 每个支撑点的理论载荷等于总重除以支撑点数。

  • 根据下面的公式,选择一个额定秤量大于每个支撑点的理论载荷的称重传感器:


传感器额定秤量 = k x 总重 / N


式中k的值在1.252.2之间,是安全系数,其目的是将传感器的秤量增大理论值的25%到120%,具体取决于是否存在静态或动态载荷、震动、不对称性、风力影响、冲击或滚动载荷。

室内料罐静态载荷的明智选择是使用k= 1.5,并取舍到一个市售传感器的额定秤量。

常见应用示例:

  • 3个支撑点的室内料罐  k = 1.3

  • 4个支撑点的室内料罐 k = 1.5

  • 摇动的(中度)料罐 k = 1.7

  • 4点平台秤 k = 1.8

  • 有6个或8个传感器的桥式汽车衡 k= 2


注:当静载荷是总重的50%以上时,建议将安全系数增大到k=2,因为通常电机、附件或加热系统较大,而且很可能在支撑点上存在非居中的或不均匀的载荷。

注:安装后务必检查每个承载点的载荷分布。一般来说,可以将称重传感器规格选大到产品重量的两倍以上,这样不会损失精度。这在秤中很常见,唯一须牢记的是:所用电子显示仪表的灵敏度或者每分度毫伏数必须足够。

环境问题

相同的额定秤量存在各种型号的称重传感器,这种情况很常见。因此,应选择最适合具体环境工作条件的型号:

  • 对于腐蚀环境或潮湿环境,建议使用不锈钢称重传感器取代铝制或镀镍钢制传感器。

  • 选择带焊接封壳的全密封称重传感器会提高环境保护等级。

  • 对于潜在的易爆性环境,也有专用的称重传感器。

  • 对地震、强风有特殊预防要求的地区,应核实是否需要增加安全元件。


最终检查:

最后,思考下列问题并根据需要校正传感器的额定秤量:

  • 静载荷的值是否精确?

  • 载荷是否会不均匀分布?

  • 是否存在任何摇动或碰撞?

  • 料罐是否可能有更高的容量,是否可能装满而超出预估的产品重量?

  • 该地区是否可能发生强风或地震?

  • 车辆是否会碰撞称重系统或使系统过载?

  • 能确定安装后会进行正确调平,以使每个支撑点的载荷分布均匀吗?


 

 

 

 
有一些外形完全相同但由不同材料制成的称重传感器,如钢或铝。两者甚至可能具有相同的精度、可重复性和线性特性,但抗过载、冲击或疲劳的机械性能不同。

为了降低生产成本,可使用不同的铝合金,制成的传感器可以达到良好的准确度,但有一定的缺点,其强度远不如合金钢制成的传感器,超过一定的压力等级时,传感器很容易变形,输出信号会发生位移。因此,它们在过载时也较脆弱,对冲击特别敏感。此外,它们在动态载荷下更容易磨损,寿命较短。

因此,选择使用铝制称重传感器时,应在防过载装置上增加预防措施,在选择称重传感器规格时,与钢制称重传感器相比,额定秤量要选大一些。

铝制称重传感器通常用在大消耗的应用中,因为它们能大量地节省成本,秤设计团队必须适当地研究、计划、选大一些规格,并对解决方案进行测试,以免发生问题。

对于少量生产的工业称重过程,直接使用由高耐用合金钢制成的称重传感器将更加安全可靠。

还需指出,还有其他非常抗疲劳的材料,如铍铜,但因成本高而极少使用。目前只在高疲劳应用中使用。