电子衡器如何选用传感器

XJzy

环境给传感器造成的影响主要有以下几个方面：
　　(1)高温环境对传感器造成涂覆材料熔化、焊点开化、弹性体内应力发生结构变化等问题。对于高温环境下工作的传感器常采用耐高温传感器;另外，必须加有隔热、水冷或气冷等装置。
　　(2)粉尘、潮湿对传感器造成短路的影响。在此环境条件下应选用密闭性很高的传感器。不同的传感器其密封的方式是不同的，其密闭性存在着很大差异。
　　常见的密封有密封胶充填或涂覆;橡胶垫机械紧固密封;焊接(氩弧焊、等离子束焊)和抽真空充氮密封。
　　从密封效果来看，焊接密封为最佳，充填涂覆密封胶为最差。对于室内干净、干燥环境下工作的传感器，可选择涂胶密封的传感器，而对于一些在潮湿、粉尘性较高的环境下工作的传感器，应选择膜片热套密封或膜片焊接密封、抽真空充氮的传感器。
　　(3)在腐蚀性较高的环境下，如潮湿、酸性对传感器造成弹性体受损或产生短路等影响，应选择外表面进行过喷塑或不锈钢外罩，抗腐蚀性能好且密闭性好的传感器。
　　(4)电磁场对传感器输出紊乱信号的影响。在此情况下，应对传感器的屏蔽性进行严格检查，看其是否具有良好的抗电磁能力。
　　(5)易燃、易爆不仅对传感器造成彻底性的损害，而且还给其它设备和人身安全造成很大的威胁。因此，在易燃、易爆环境下工作的传感器对防爆性能提出了更高的要求：在易燃、易爆环境下必须选用防爆传感器，这种传感器的密封外罩不仅要考虑其密闭性，还要考虑到防爆强度，以及电缆线引出头的防水、防潮、防爆性等。
　　对传感器数量和量程的选择:
　　传感器数量的选择是根据电子衡器的用途、秤体需要支撑的点数(支撑点数应根据使秤体几何重心和实际重心重合的原则而确定)而定。一般来说，秤体有几个支撑点就选用几只传感器，但是对于一些特殊的秤体如电子吊钩秤就只能采用一个传感器，一些机电结合秤就应根据实际情况来确定选用传感器的个数。
　　传感器量程的选择可依据秤的最大称量值、选用传感器的个数、秤体的自重、可能产生的最大偏载及动载等因素综合评价来确定。一般来说，传感器的量程越接近分配到每个传感器的载荷，其称量的准确度就越高。但在实际使用时，由于加在传感器上的载荷除被称物体外，还存在秤体自重、皮重、偏载及振动冲击等载荷，因此选用传感器量程时，要考虑诸多方面的因素，保证传感器的安全和寿命。
　　传感器量程的计算公式是在充分考虑到影响秤体的各个因素后，经过大量的实验而确定的。
　　公式如下：
　　C=K-0K-1K-2K-3(Wmax+W)/N
　　C—单个传感器的额定量程
　　W—秤体自重
　　Wmax—被称物体净重的最大值
　　N—秤体所采用支撑点的数量
　　K-0—保险系数，一般取值在1.2～1.3之间
　　K-1—冲击系数
　　K-2—秤体的重心偏移系数
　　K-3—风压系数
　　例如：一台30t电子汽车衡，最大称量是30t，秤体自重为1.9t，采用四只传感器，根据当时的实际情况，选取保险系数K-0=1.25，冲击系数K-1=1.18，重心偏移系数K-2—=1.03，风压系数K-3=1.02，试确定传感器的吨位。
　　解：根据传感器量程计算公式：
　　C=K-0K-1K-2K-3(Wmax+W)/N
　　可知：
　　C=1.25×1.18×1.03×1.02×(30+1.9)/4 =12.36t
　　因此，可选用量程为15t的传感器(传感器的吨位一般只有10T、15T、20t、25t、30t、40t、50t等，除非特殊订做)。
　　根据经验，一般应使传感器工作在其30%～70%量程内，但对于一些在使用过程中存在较大冲击力的衡器，如动态轨道衡、动态汽车衡、钢材秤等，在选用传感器时，一般要扩大其量程，使传感器工作在其量程的20%～30%之内，使传感器的称量储备量增大，以保证传感器的使用安全和寿命。
　　要考虑各种类型传感器的适用范围：
　　传感器的准确度等级包括传感器的非线形、蠕变、蠕变恢复、滞后、重复性、灵敏度等技术指标。在选用传感器的时候，不要单纯追求高等级的传感器，而既要考虑满足电子秤的准确度要求，又要考虑其成本。
　　对传感器等级的选择必须满足下列两个条件：
　　1. 满足仪表输入的要求。称重显示仪表是对传感器的输出信号经过放大、A/D转换等处理之后显示称量结果的。因此，传感器的输出信号必须大于或等于仪表要求的输入信号大小，即将传感器的输出灵敏度代人传感器和仪表的匹配公式，计算结果须大于或等于仪表要求的输入灵敏度。
　　传感器和仪表的匹配公式：
　　传感器输出灵敏度*激励电源电压*秤的最大称量
　　秤的分度数*传感器的个数*传感器量程
　　例如：一称量为25kg的定量包装秤，最大分度数为1000个分度;秤体采用3只L—BE—25型传感器，量程为25kg，灵敏度为2.0±0.008mV/V，拱桥电压力12V;秤采用AD4325仪表。问采用的传感器能否与仪表匹配。
　　解：经查阅，AD4325仪表的输入灵敏度为0.6μV/d，因此根据传感器和仪表的匹配公式可得仪表的实际输入信号为：2×12×25/1000×3×25=8μV/d>0.6μv/d，所以，采用的传感器满足仪表输入灵敏度的要求，能够与所选仪表匹配。
　　2. 满足整台电子秤准确度的要求。一台电子秤主要是由秤体、传感器、仪表三部分组成，在对传感器准确度选择的时候，应使传感器的准确度略高于理论计算值，因为理论往往受到客观条件的限制，如秤体的强度差一点，仪表的性能不是很好、秤的工作环境比较恶劣等因素都直接影响到秤的准确度要求，因此要从各方面提高要求，又要考虑经济效益，确保达到目的。