称重传感器资料

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1、称重系统介绍 工作原理： 称重系统一般分为两个部份，信号采集部分和信号处理及显示部分。信号采集部分一般 通过传感器或者变送器实现，信号采集的准确程度对装载机的称量的准确度至关重要。 1、静态称重系统 常用于对现有车辆，由于现场没有适当的称量设备，而用户又需要进行计量以进行贸易结 算时，鉴于用户对改装成本的需求，通常会选用静态计量方式。 静态计量称重设备组成：压力传感器（1 个或 2 个，视精度要求而定）+普通称重显示仪表 （必要时可选配打印机）+安装附件（引压管或过程接口等）。 静态称量的一般特点： 1）、每次称量时，称重斗的位置要求一致，以保证称量的准确性，从而影响了称重效率； 2）、设备功

2、能较少，许多工作需要手工协助完成，如记录、计算等； 3）、适用于短期作业场所，不需要大量的数据处理； 4）、成本低，对一些个体经营单位或小单位比较适合； 5）、涉及的参数少，安装调试比较方便。 2、动态称重系统 对车站、港口等大型单位的装载计量，应选择动态称重系统，以满足快速、连续计量与大 量数据管理的需求。 动态计量称重设备主要包括：压力传感器（2 只）+动态控制仪表（带打印功能）+安装附 件。 动态计量称重设备的主要功能特点： 1）、累计装载，重量设定、显示和超重报警功能； 2）、单斗重量称重和累计、显示功能； 3）、货车车型选择或输入功能，货车车号录入功能； 4）、操作者、装载机编号和装

3、车站代号输入功能； 5）、作业时间(年,月,日,时,分)记录功能； 6）、作业基本数据存储、打印与查询功能； 7）、采用动态采样和模糊算法,实现动态标定和动态称量,无须停斗,举升过程中自动称重； 8）、使用装载机电源供电。 9）、采用双液压传感器及高精度 A/D 转换器，精度更高。 10）、可设置自动置零或手动置零。随着技术的进步,由称重传感器制作的电子衡器已广泛地应用到各行各业,实现了对物料的 快速、准确的称量，特别是随着微处理机的出现，工业生产过程自动化程度化的不断提高 ，称重传感器已成为过程控制中的一种必需的装置，从以前不能称重的大型罐、料斗等重 量计测以及吊车秤、汽车秤等计测控制，到混

4、合分配多种原料的配料系统、生产工艺中的 自动检测和粉粒体进料量控制等，都应用了称重传感器，目前，称重传感器几乎运用到了 所有的称重领域。 高速定量分装系统 本系统由微机控制称重传感器的称重和比较，并输出控制信号，执行定值称量，控制外部 给料系统的运转，实行自动称量和快速分装的任务。 系统采用 MCS51 单片机和 V/F 电压频率变换器等电子器件，其硬件电路框图如图 1 所示 ，用 8031 作为中央处理器，BCD 拔码盘作为定值设定输入器，物料装在料斗里，其重量 使传感器弹性体发生变形，输出与重量成正比的电信号，传感器输出信号经放大器放大后 ，输入 V/F 转换器进行 A/D 转换，转换成的

5、频率信号直接送入 8031 微处理器中，其数字 量由微机进行处理。微机一方面把物重的瞬时数字量送入显示电路，显示出瞬时物重，另 一方面则进行称重比较，开启和关闭加料口、放料于箱中等一系列的称重定值控制。 在整个定值分装控制系统中，称重传感器是影响电子秤测量精度的关键部件，选用 GYL_3 应变式称重测力传感器。四片电阻应变片构成全桥桥路，在所加桥压 U 不变的情况下，传 感器输出信号与作用在传感器上的重力和供桥桥压成正比，而且，供桥桥压 U 的变化直接 影响电子称的测量精度，所以要求桥压很稳定。毫伏级的传感器输出经放大后，变成了 0_ 10V 的电压信号输出，送入 V/F 变换器进行 A/D

6、转换，其输出端输出的频率信号加到单片 机 8031 定时器 1 的计数、输入端 T1 上。在微机内部由定时器 0 作计数定时，定时器 0 的定时时间由要求的 A/D 转换分辩率设定。 定时器 1 的计数值反映了测量电压大小即物料的重量。在显示的同时，计算机还根据设定 值与测量值进行定值判断。测量值与给定值进行比较，取差值提供 PID 运算，当重量不足 ，则继续送料和显示测量值。一旦重量相等或大于给定值，控制接口输出控制信号，控制 外部给料设备停止送料，显示测量终值，然后发出回答令，表示该袋装料结束，可进行下 袋的装料称重。 图 2 所示为自动称重和装料装置。每个装料的箱子或袋子沿传送带运动，直

7、到装有料的电 子称下面，传送带停止运动，电磁线圈 2 通电，电子称料斗翻转，使料全部倒入箱子或袋 子中，当料倒完，传送带马达再次通电，将装满料的箱子或袋子移出，并保护传送带继续 运行，直到下一次空袋或空箱切断光电传感器的光源，与此同时，电子称料箱复位，电磁 线圈 1 通电，漏斗给电子秤自动加料，重量由微机控制，当电子秤中的料与给定值相等时 ，电磁线圈 1 断电，弹簧力使漏斗门关上。装料系统开始下一个装料的循环。当漏斗中的 料和传送带上的箱子足够多时，这个过程可以持续不断地进行下去。必要时，工作人员可 以随时停止传送带，通过拔码盘输入不同的给定值，然后再启动，即可改变箱或袋中的重量。 电阻应变式

8、称重传感器原理电阻应变式称重传感器原理招聘(广告)电阻应变式称重传感器是基于这样一个原理：弹性体（弹性元件，敏感梁）在外力作用下 产生弹性变形，使粘贴在他表面的电阻应变片（转换元件）也随同产生变形，电阻应变片 变形后，它的阻值将发生变化（增大或减小），再经相应的测量电路把这一电阻变化转换 为电信号（电压或电流），从而完成了将外力变换为电信号的过程。由此可见，电阻应变片、弹性体和检测电路是电阻应变式称重传感器中不可缺少的几 个主要部分。下面就这三方面简要论述。一、电阻应变片电阻应变片是把一根电阻丝机械的分布在一块有机材料制成的基底上，即成为一片应 变片。他的一个重要参数是灵敏系数 K。我们来介绍

9、一下它的意义。设有一个金属电阻丝，其长度为 L，横截面是半径为 r 的圆形，其面积记作 S，其电 阻率记作 ，这种材料的泊松系数是 。当这根电阻丝未受外力作用时，它的电阻值为 R ：R = L/S（） （21）当他的两端受 F 力作用时，将会伸长，也就是说产生变形。设其伸长 L，其横截面 积则缩小，即它的截面圆半径减少 r。此外，还可用实验证明，此金属电阻丝在变形后， 电阻率也会有所改变，记作 。对式（2-1）求全微分，即求出电阻丝伸长后，他的电阻值改变了多少。我们有：R = L/S + L/S SL/S2 （22）用式（2-1）去除式（2-2）得到R/R = / + L/L S/S （23）

10、另外，我们知道导线的横截面积 S = r2，则 s = 2r*r，所以S/S = 2r/r （24）从材料力学我们知道r/r = -L/L （25）其中，负号表示伸长时，半径方向是缩小的。 是表示材料横向效应泊松系数。把式 （24）（25）代入（2-3），有R/R = / + L/L + 2L/L=（1 + 2（/）/（L/L）*L/L= K *L/L （2-6）其中K = 1 + 2 +（/）/（L/L） （-）式（2-6）说明了电阻应变片的电阻变化率（电阻相对变化）和电阻丝伸长率（长 度相对变化）之间的关系。需要说明的是：灵敏度系数 K 值的大小是由制作金属电阻丝材料的性质决定的一个常 数

11、，它和应变片的形状、尺寸大小无关，不同的材料的 K 值一般在 1.73.6 之间；其次 K 值是一个无因次量，即它没有量纲。在材料力学中 L/L 称作为应变，记作 ，用它来表示弹性往往显得太大，很不方便常常把它的百万分之一作为单位，记作 。这样，式（-）常写作：R/R = K (28)二、弹性体弹性体是一个有特殊形状的结构件。它的功能有两个，首先是它承受称重传感器所受 的外力，对外力产生反作用力，达到相对静平衡；其次，它要产生一个高品质的应变场（ 区），使粘贴在此区的电阻应变片比较理想的完成应变棗电信号的转换任务。以托利多公司的 SB 系列称重传感器的弹性体为例，来介绍一下其中的应力分布。设有

12、一带有肓孔的长方体悬臂梁。肓孔底部中心是承受纯剪应力，但其上、下部分将会出现拉伸和压缩应力。主应力方 向一为拉神，一为压缩，若把应变片贴在这里，则应变片上半部将受拉伸而阻值增加，而 应变片的下半部将受压缩，阻值减少。下面列出肓孔底部中心点的应变表达式，而不再推 导。 = （3Q（1+）/2Eb）*（B（H2-h2）+bh2）/ （B（H3-h3）+bh3） （2-9）其中：Q-截面上的剪力；E-扬氏模量：泊松系数；B、b、H、h为梁的几何尺 寸。需要说明的是，上面分析的应力状态均是“局部”情况，而应变片实际感受的是“平均” 状态。三、检测电路检测电路的功能是把电阻应变片的电阻变化转变为电压输出。因为惠斯登电桥具有很 多优点，如可以抑制温度变化的影响，可以抑制侧向力干扰，可以比较方便的解决称重传 感器的补偿问题等，所以惠斯登电桥在称重传感器中得到了广泛的应用。因为全桥式等臂电桥的灵敏度最高，各臂参数一致，各种干扰的影响容易相互抵销， 所以称重传感器均采用全桥式等臂电桥。