分析稱重傳感器的使用問題

        稱重傳感器是將衡器的承載力正確地測量、并完整地輸送到稱重儀表中去，如果在設(shè)計(jì)過程中對(duì)稱重傳感器，特別是數(shù)字式稱重傳感器的一些基本參數(shù)；使用過程中不能全面考慮到環(huán)境的溫度、濕度影響；在安裝過程中不能正確執(zhí)行工藝文件；就會(huì)直接影響到整臺(tái)衡器的計(jì)量性能。

一、安裝影響

 二、zui大秤量影響

1、靈敏度影響問題

（1）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(duì)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。

（2）可能有的朋友要講，在R76-1《非自動(dòng)衡器》建議（2006版）中，對(duì)非自動(dòng)衡器模塊兼容性核查時(shí)，針對(duì)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*不一樣的。因?yàn)橄鄬?duì)來講，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(duì)稱重傳感器的破壞力，在某些環(huán)境下對(duì)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。

對(duì)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(duì)承載器限位裝置的設(shè)計(jì)產(chǎn)生一個(gè)的影響，但是對(duì)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(duì)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。

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?br />柱式→圓筒式→蝶式→平行梁式→懸臂梁式→橋式→輪輻式（當(dāng)然對(duì)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?br />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(shí)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。

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。

三、熱脹冷縮影響

1、固定稱重傳感器的螺栓對(duì)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(duì)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。

2、安裝力矩對(duì)稱重傳感器應(yīng)力的影響

對(duì)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(hào)。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(duì)計(jì)量性能的影響。