電子秤傳感器的選用
傳感器的容量
選擇傳感器時,首先選定容量,容量確定后再考慮 其它方面的問題。選擇容量時,必須知道在最大秤量時 每只傳感器的最大載荷,或者計算出每只傳感器的反 力,傳感器的載荷包括兩部分:即稱量時最大載荷加臺 板自重,臺板自重分配到每只傳感器上的載荷是一定 的,稱量載荷則要考慮在稱景時由于不均勻載荷使傳 感器可能承受的最大載荷。
上述兩項載荷之和不應超過傳感器容量的2/3,任 何時候不可以使傳感器在超載情況下工作。因此,在這 樣的情況下計量性能才能得以保證。另外,也不應為了 安全而選擇過大容量的傳感器,這可能出現輸出過小, 稱量儀表分辨力不夠的情況。
傳感器的準確度
由于目前傳感器檢定規程和電子枰的檢定規程不 統一,前者是單項指標,而采用端點直線法,后者是綜 合誤差帶法,因而選擇比較困難。另外,電子秤在滿量 程時傳感器并不在滿量程,它的實際誤差不是測試記 錄的值。芮者用一只傳感器制成的電子秤和多只傳感 器組成的電子秤對傳感器要求也不同。
現在稱重傳感器標定時采用的是端點直線法如圖1, 圖2是秤誤差帶。
為了找出兩種誤差計量方法之間的聯系進而得出 不同準確電子秤所要求的傳感器的準確度,我們使用 端點直線法中的標準直線同秤的誤差帶中線重合,并 繪出0.02%F,S和0.03%F,S的誤差范圍界限,這樣 我們就可以比較直觀的看出哪級準確度的傳感器適合 哪級準確度的電子秤,還可以看出傳感器由于溫度影 響,靈敏度變化后對準確度的影響。
從圖上可以看出,傳感器對秤量誤差有直接影響 的指標有不直線△ QL,滯后ΔQH,不重復度ΔQR和 溫度對靈敏度的影響Se,直線度對秤量誤差的直接影 響是當在滿秤量標定后,由于直線誤差大,可能使中間 秤最超差,成品傳感器的莨線度誤差一般是不可調整 的系統誤差,根據秤的精度選擇傳感器時,首先要考慮 這項指標。
其次是滯后,這項指標是在傳感器卸載時測出的, 它的大小是和加載時同一載荷點輸出相比較標出的, 一般都比直線度誤差大,是加在直線誤差上的誤差。雖 然這項指標對秤量誤差的影響是在檢秤的回量時表現 出來的。如果檢秤的進程時沒超差,但己接近誤差帶在 檢回量時可能因滯后影響超差。
重復性是指在標定傳感器時在三次加載過程中, 同一載荷下最大值減去最小值得出的誤差,實際上是 傳感器輸出的變動性誤差,它出在哪一段是沒規律的, 雖然不檢回程的重復性實際上誤差是有的,和進程差 基本一樣,高精度傳感器這項誤差大約在0.01%F,S 左右,溫度對輸出的影響誤差:在溫度改變輻度較大時 影響是明顯的,如果在20°C時把秤調好了,誤差都在誤 差帶內。如果溫度變化了,升高了 20°C,在傳感器的溫 度系數為正的時候,則滿量程輸出變大,即靈敏度變大 T,對于0.02%F,S的傳感器這項指標在0.01?0.15% /10K,假如原來秤是正差,溫度升高后,將使原有的誤 差再加上溫度影響的誤差,這項誤差把原有的誤差都 抬高,造成超差,所以秤的誤差就傳感器而論主要是 “直線度+滯后+溫度對輸出影響誤差”這三項,但是 在檢定驗收時,溫度變化幅度短時間不會過大,一般不 會受影響。有些電子秤制造廠在傳感器上加裝保溫裝 置使傳感器在恒溫環境下工作,消除了這項誤差,但一 般情況無此必要。
就上面三項主要誤差來分析,制造3000e的商用 秤如果用單只傳感器的情況,建議選用單項指標不低 于0.02%F,S的傳感器比較容易保證秤的準確度,上 面我們介紹了 “綜合誤差”單項指標是0.02%F,S,綜 合誤差實際上接近0.04%F,S,想達到3000e的要求,并沒有多少裕度,甚至可能象圖上那樣情況,還要“+- ” “借”-F,把誤差平均。
對于由多支傳感器組成的電子秤,根據誤差合成 理論對傳感器準確度要求低一些,這樣的秤也選用 0.03%F,S以上的傳感器才比較有把捤。蠕變指標對 秤的準確度的影響表現在滿秤量和回檢時攝明顯,進 程檢定到滿秤量然后超載1/4壓20分鐘,再回檢最大 秤量,如果傳感器的蠕變不好這一項就耍超差,由于蠕 變恢復需耍一定時間,零點也不回,蠕變有正變和負 蠕變,正蠕變是在加載停止后輸出還繼續變大,隨時間 增長逐漸停止。在去掉全部載荷后不能馬上回到零點, 呈逐漸復狀;負蠕變則相反,滿秤量時加載停止后,輸 出隨時間增長而減少,去掉載荷后恢復時,由過零向零 點逐漸靠近。
為了減少蠕變對回檢時的影響,可用準確度高,蠕 變性能好的傳感器,也可以在條件允許的情況下盡量 選用容量大些的傳感器,容量大可降低彈性體應力水 平,從而改善蠕變性能。
在選用傳感器時,為提高準確度,有人主張選用大 容量傳感器,在最大秤量時傳感器的實際負荷只占量程的一部分,直接看上去非直線度和滯后都比滿量程 時小了(絕對誤差小了但是,不要忘了傳感器誤差是 相對誤差。絕對誤差小了,同時總輸出也小了,分子分 母同時都小了結果準確度并沒明顯提高。
對于用多支傳感器組成的電子秤如果采用并聯供 電時,要考慮靈敏度誤差和輸出阻抗的一致性,即所謂 配組問題,否則在檢定秤的四邊時出現大的差異,多支 傳感器靈敏度的一致性不好也會出現上述誤差。
傳感器的結構選擇
對結構選擇的是否合理主要根據秤的整體結構和 使用特點來評價,對于小秤量的各種平臺秤,為了簡化 結構,降低成木攝好選用抗偏載能力強的平行梁,型號 SPS,中心梁等結構的鋁合金傳感器一般只用一只傳感 器即可,不用加拉帶某附加裝置,最好有過載保護,小 容量傳感器非常容易過載,造成損壞。
對于由于多支傳感器組成的中等量程的平臺秤,叫選用帶波、管的雙孔型和剪應力的懸結構傳感器,這 兩種外型尺寸小,高度低,便于固定。
總之,合理的選用傳感器,對電子秤的性能好壞起 著決定性作用,因此在選用傳感器時應憤重考慮。