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传感器知识
地磅称重传感器的原理和应用
　　地磅称重传感器移动球镜式光纤开关传感器,为一种移动球镜式强度调制型光纤位移传感器原理图，这是一种高灵敏度位移传感器。NMB称重传感器光强为光束，地磅称重传感器通过发送光纤照射到球透镜上,球透镜把光束聚焦到两个接收光纤的端面上，当球透镜在平衡位置时，从两个接收光纤得到的光强。Utilcell称重传感器如果球透镜在垂直于光路的方向上产生微小位移，则光强比值的对数值与球透镜位移量呈线性关系,其中曲线对应阶跃光纤，曲线对应梯度光纤，曲线的线性度很好,灵敏度高。
　　地磅称重传感器最简单的位移测量是采用各种光开关装置进行的，ZEMIC称重传感器即利用光纤中光强度的趴变来测出各种移动物体的极端位置，如定位、记数，或者是判断某种情况的传感器。地磅称重传感器在各科位移测量装置中，光开关装置的测量精度,光纤计数装置端得到一个光脉冲，用计数电路和显不翠置将通过的工件数显示出来。如果工件隔均匀、已知，地磅称重传感器也可通过计数侧出共位替。
　　地磅称重传感器简单光纤开关定位装置编码盘装置，转动的金属盘上穿有透光孔。Mettler Toledo称重传感器当孔与光纤对准时，在光纤输出端就有光脉冲输出，地磅称重传感器这是通过孔位的变化对光强进行调制。称重传感器通过对光脉冲信号计数，可测角位移或转速。定位装置，地磅称重传感器在大量生产过程中对工件进行重复性加工操作时，用这种方法对工件定位。地磅称重传感器液位控制装置，用以判断光纤与液面是否接触，当光纤与液面接触时，光学界面折射情况改变，从而使光纤接收端的光强度发生改变。光纤接受端面的结构有许多种，其基本原理多数是以改变光线的全反射状况来实现液位控制的。
　　地磅称重传感器传光型光纤位移传感器这种传感器是由两段光纤构成的，当它们之间产生相对位移时，MKCELLS称重传感器通过它们的光 强发生变化，从而达到测量位移的目的。地磅称重传感器为一种传光型光纤位移传感器。两根相同的光纤端面对准，中间只留的间隙，光通过去几乎无损耗。如果因移动光纤发生位移 起两光纤中心轴错位，就会增加光的损耗，光纤移动后输出的光强与两段光纤中心重叠部分面积成正比。地磅称重传感器利用装置原理可以设计出位移式光纤水听器,声波引起光纤位置相对移动，从而调制传导光强。RICE LAKE称重传感器设光纤中的光强是均匀分布的,测头已接触到液位。光纤探测有明 显分层的两种液体的液面。地磅称重传感器采用两个测头，由不同液体返回光强弱不同可以知道测头处于何种液体中， 由此来判断液体的分界面位置。地磅称重传感器被测液体的折射率与返回光强 之间有很好的线性关系，而且当折射率有微小差异时，光强度变化很大，所以光纤液位探测器可以判断不同折射率的液体。同一种溶液在不同浓度时的折射率也不同，比如掺有砂糖的水溶液，含糖量不同，折射率也不同，所以经过标定后，光纤液位探测器就会成为一支使用方便的浓度计。
　　地磅称重传感器光纤液位探测器不能探测污浊液体以及会粘附在测头表面的勃稠物质。地磅称重传感器一种改进后的光纤测头，因测头表面有倾斜角，所以不易受油液的污染，AMCELLS称重传感器这种结构的液位探测器已用于测量卡车油箱的液面高度，并已商品化。徐州科利达电控科技有限公司 (编号 16169)
称重传感器的原理及应用
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随着技术的进步,由称重制作的电子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。
1．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MCS-51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。
图1 原理框图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。
图2 自动称重和装料装置本系统选用不同的传感器，改变称重范围，则可以用到水泥、食糖、面粉加工等行业的自动包装中。
2．传感器在商用电子秤中的应用
目前，商用电子计价秤的使用非常普及，逐渐会取代传统的杆称和机械案秤。电子计价秤在秤台结构上有一个显著的特点：一个相当大的秤台，只在中间装置一个专门设计的传感器来承担物料的全部重量，如图3所示。常用的电子计价秤传感器的结构如图4所示，其中图4（a）为双连椭圆孔弹性体，秤盘用悬臂梁端部上平面的两个螺孔紧固；图4（b）为梅花型四连孔弹性体，秤盘用悬臂梁端部侧面的三个螺孔坚固，中间支杆上粘贴补偿用的应变片。这两种形式的传感器，在计价秤中用得最多。图4（c）为三梁式弯曲弹性体，采样弯曲应力，对重量反应敏感，宜用来制作小称量计价秤。图4（d）为三梁式剪切弹性体，采样中间敏感梁的剪切应力，宜用来制作几百公斤称量范围计价秤。
图3 计价秤内部结构示意图
图4 计价秤用弹性体结构用这些复梁型高精度传感器来支承一个大的称重平台，被称重物又可能放置在任何称台的任意位置上，必然会产生四角示值误差，对图4（a），（b）两种结构形式的传感器，可通过锉磨的形式进行角差修正。对图4(c)，(d)，它有上下两根局部削弱的柔性辅助梁，使传感器对侧向力、横向力和扭转力矩具有很强的抵抗能力，可以通过锉磨辅助梁的柔性部位来调整传感器的灵敏系数和四角误差。图5为一种商用电子计价秤的电路框图。传感器采用的是图4（b）所示的梅花型四连孔结构，该秤具有置零、自动清除单价、零位自动跟踪、自动去皮、次数累计和金额累计、打印输出等功能，7段绿色荧光数码管显示，使用十分方便。
图5 电子计价秤的电路框图图6是采用CHBL3型号S型双连孔弹性体称重传感器制作的便携式家用电子手提秤的原理图，由称重传感器、放大电路、A/D转换和液晶显示四部分组成。图中，E为9V的叠层电池，R1-R4是称重传感器的4个电阻应变片，R5、R6与W1组成零点调整电路。当载荷为零时，调节RW1使液晶显示屏显示为零。A1，A2为双运放集成电路LM358中的两个单元电路，组成了一个对称的同相放大器，A/D转换器采用ICL7106双积分型A/D转换器，液晶显示采用3 1/2液晶显示片。该电子秤精度高，简单实用，携带方便。
称重传感器是一种高精度的传感器，必须按规定的规格使用。若不按规定的规格使用，不仅不能发挥称重的作用，而且容易损坏，尤其是绝对不准超过负荷安全值使用。
图6 手提秤的电路框图对于因温度变化对桥接零点和输出，灵敏度的影响，即使采用同一批应变片，也会因应变片之间稍有温度特性之差而引起误差，所以对要求精度较高的传感器，必须进行温度补偿，解决的方法是在被粘贴的基片上采用适当温度系数的自动补偿片，并从外部对它加以适当的补偿。
非线性误差是传感器特性中最重要的一点。产生非线性误差的原因很多，一般来说主要是由结构设计决定，通过线性补偿，也可得到改善。
滞后和蠕变是关于应变片及粘合剂的误差。由于粘合剂为高分子材料，其特性随温度变化较大，所以称重传感器必须在规定的温度范围内使用。
在露天下使用传感器，还应考虑阳光直射产生的温度影响和风压的影响。(end)
文章内容仅供参考
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佳工机电网·嘉工科技 Email:&&&&&&& 称重传感器作为一种典型的传感器，其原理将质量信号转变为可测量的电信号输出的装置。称重传感器按转换方法分为光电式、液压式、电磁力式、电容式、磁极变形式、振动式、陀螺仪式、电阻应变式等8类，以电阻应变式使用最广。
&&&&&&& 因此，我们以电阻应变式称重传感器为例，来跟大家分享称重传感器的工作原理及原理图。
&&&&&&& 电阻应变式称重传感器的工作原理图(如图一、图二)
&&&&&&& 图一：
& & && 图二：
& & & & & 　
&&&&&&& 在测量过程中，重量加载到称重传感器的弹性体上会引起塑性变形。&
&&&&&&& 应变 (正向和负向) 通过安装在弹性体上的应变片转换为电子信号。最简单的弯曲梁称重传感器只有一个应变片。通常，弹性体和应变片通过多种方式来结合，例如，外壳，密封部件等来保护应变片。
&&&&&&& 通过以上电阻应变式称重传感器的相关介绍，希望对大家工作、学习有所帮助。
收录时间:日 13:46:33 来源:未知 作者:songhe
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