从传感器的实际工作环境谈称重传感器选用 传感器技术指标

从传感器的实际工作环境谈称重传感器选用
传感器技术指标
称重传感器实际上是一种将质量信号变化为可测量的电信号输出的装置。

用传感器首先要考虑传感器所处的实际工作环境，这点对正确选用传感器至关紧要，它关系到传感器能否正常工作以及它的安全和使用寿命，乃至整个衡器的牢靠性和安全性。

环境给传感器造成的影响紧要有以下几个方面：
（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接受耐高温传感器；另外，必需加有隔热、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，焊接密封为较佳，充填涂覆密封胶为量差。

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本领。

（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逼。

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、易爆环境下必需选用防爆传感器，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。

其次对传感器数量和量程的选择。

传感器数量的选择是依据电子衡器的用途、秤体需要支撑的点数（支撑点数应依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，但是对于一些特别的秤体如电子吊钩秤就只能接受一个传感器，一些机电结合秤就应依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调配到每个传感器的载荷，其称量的精准度就越高。

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，
经过大量的试验而确定的。

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—秤体所接受支撑点的数量；K—0—保险系数，一般取值在1.2～1.3之间人；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，接受四只传感器，依据当时的实际情况，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：依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，除非特别订做）。

依据阅历，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。

再次，要考虑各种类型传感器的适用
范围。

传感器型式的选择紧要取决于称量的类型和安装空间，保证安装合适，称量安全牢靠；另一方面，要考虑厂家的建议。

厂家一般会依据传感器的受力情况、性能指标、安装形式、结构型式、弹性体的材质等特点规定传感器的适用范围，譬如铝式悬臂梁传感器适用于计价秤、平台秤、案秤等；钢式悬臂梁传感器适用于料斗秤、电子皮带秤、分选秤等；钢质桥式传感器适用于轨道衡、汽车衡、天车秤等；柱式传感器适用于汽车衡、动态轨道衡、大吨位料斗秤等。

最后，还要对传感器精准度等级进行选择。

传感器的精准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，不要单纯努力探求高等级的传感器，而既要考虑充分电子秤的精准度要求，又要考虑其成本。

对传感器等级的选择必需充分下列两个条件：
1.充分仪表输入的要求。

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需大于或等于仪表要求的输入情号大小，即将传感器的输出灵敏度代人传感器和仪表的匹配公式，计算结果必需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；秤体接受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；秤接受AD4325仪表。

问接受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，因此依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，接受的传感器充分仪表输入灵敏度的要求，能够与所选仪表匹配。

2.充分整台电子秤精准度的要求。

一台电子秤紧要是由秤体、传感器、仪表三部分构成，在对传感器精准度选择的时候，应使传感器的精准度略高于理论计算值，由于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精准度要求，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。

色标劳易测传感器使检测距符合要求。

依据你所用包装纸，参照下面的光源选择指南表，确定开关光源（以绿色为例）再依据您机械的需要决议输出方式的亮动或暗动。

后按以下三步调整灵敏度（以下按输出亮动方式，包装约标志为浅色、背影为深色为例）。

（1）移动包装纸，使投光点落在标记之后的背影区，将灵敏度反向旋到底，然后顺时针渐渐旋转至指示灯恰好亮。

记住此时电位器位置（A点）。

（2）再移动包装纸，使投光点落在标记中央，此时指示灯亮，然后逆时针方向缓缓旋动调整扭，直至指示灯恰好熄灭，记住此时的旋扭位置（B点）。

（3）正确完成以上二步操作后，再将电位器扭旋定在A、B两点的中心C位置即可，调整完毕。

A、B两点距离越大，说明色差比较大，检测越稳定。

但A、B两点至少应有一格距离，否则检测将不稳定。

注意事项如下：
1、平常注意保护光学镜头的清洁，安装时尽量避开镜头树立朝上，以减小灰尘。

2、通电前务必检查所用电源是否符合DC12—24V10%，高不超过40V，否则有可能损坏光电开关。

3、工作环境的温度、湿度、振动、冲击及其他有腐蚀性气体，均可能影响光电开关的工作，请您注意尽量排出这些影响。

4、为保证色标劳易测传感器高稳定性检测，要保证做到两点：一是检测距离符合规定的额定检距，如检距为122mm的，在安装时就必需使检距为12mm，这样就使开关能有上下4mm的防振动稳定区，而在检距为10mm时，其上下防振动区就大大缩小；二是严格按操作步骤调整灵敏度。

且每换不再包装材料就应重新调整。

位移传感器的使用原理如何？
直线位移传感器被广泛应用于塑胶、切割、车辆、建筑、农业、船舶、航天等领域的各种运动掌控场合。

各种不同类型的传感器及数据处理器充分不同的需要，并能针对客户要求进行量体定制，给客户供应量产化产品及应用产品的技术解决方案。

位移传感器的工作原理
是跟滑动变阻器一样的，它作为分压器使用的，它是以相对的输出电压来呈现出所测量位置的实际上的位置。

对这个装置的工作有下面几点要求：
1、假如电子尺已经使用很长时间了，而且密封已经老化，同时夹杂着很多杂质，而且水混合物和油会严重影响电刷的接触电阻的，这样会使显示的数字不停地跳动。

这个时候可以说直线位移传感器的电子尺已经损坏了，需要更换。

2、若电源的容量很小，就会显现很多情况的，所以，供电电源需要有充分的容量。

那么，容量不足，就会造成如下的情况：熔胶的运动会使合模电子尺的显示变换，有波动，或者合模的运动会使射胶电子尺的显示波动，造成测量结果误差很大。

假如电磁阀的驱动电源于直线位移传感器供电电源同时在一起的时候，更简单显现以上的情况，情况严重时用万用表的电压档甚至可以测量到电压的有关波动。

假如情况不是由于高频干扰、静电干扰或者是中性不够好的造成的，那么就有可能是电源的功率太小造成的。

3、调频干扰和静电干扰都有可能让位移传感器的电子尺的显示数字跳动的。

电子尺的信号线与设备的强电线路要分开线槽。

电子尺必需要强制性地使用接地支架，而且同时让电子尺的外壳跟地面良好地接触。

信号线需要使用屏蔽线，而且电箱的一段应当跟屏蔽线接地的。

假如有高频干扰的时候，通常使用万用表的电压测量就会显示正常，但是显示数字就是会跳动不停的；而显现静电干扰时，显现的情况也是跟高频干扰一样的。

要证明看是否是静电干扰时，可以先使用一段电源线把电子尺的封盖螺丝跟机器上的某一些的金属短接起来就可以了，只要一短接起来，静电干扰就会立刻除去掉的。

但是假如要除去掉高频干扰就很难用上面的方法了，变频节电器和机器手都常常显现高频干扰的，所以可以试一下用停止高频节电器或者机械手的方法来验证是不是高频干扰的。

4、假如直线位移传感器的电子尺在工作的过程当中，在某一点的显示数据有规律地跳动，或者是没有显示数据的时候，显现这种情况就需要检查连接线绝缘是不是显现破损的现象，并且跟机器的外壳很有规律地接触而导致的对地短路。

5、供电的电压确定要稳定，工业的电压需要符合±0.1[%]的稳定性，例如，基准电压是10V的话，就可以允许有±0.01V的波动变化，假如不是的话，就会引起显示的圈套波动这样的情况。

但是假如这个时候的显示波动的幅度没有超过波动电压的波动的幅度的话，那么电子尺就是正常的了。

6、安装直线位移传感器的对中性需要很好，但是平行度可以允
许有±0.5mm的误差，角度可以允许有±的误差。

但是假如平行度误差和角度误差都是偏大的话，这样会显现显示数字跳动的情况。

那么显现这样的情况的时候，必需要对平行度和角度进行调整了。

7、在连接的过程当中，确定要多加注意，电子尺的三条线是不行接错的，电源线和输出线是不行调换的。

假如上面的线接错的话，就会显现线性误差很大的情况，要掌控的话是很难的，掌控的精度也会变得很差，而显示很简单显现跳动的现象等等。

直线位移传感器的使用
精密直线位移传感器，是带有一个长的持续传导轨迹分压计型传感器，在掌控和测量运用中，适合于确定位移传感，其线性精度为士0.05%。

具有移动快，寿命长等特点，符合龙门式精密油压机的掌控要求。

依据实际要求在油压机的主缸、液压垫上分别安装Kl下滑板式、KTC拉杆式直线位移传感器。

在一个半自动工作过程中，油压机的主缸、液压垫分别带动两只直线位移传感器移动，将采集到的两点模拟量值输入到FX2N—8AD，FX2N—8AD将此模拟输入数值（此
时是电压输入），转换成数字值，并且把他们传输到PLC主单元。

主缸、液压垫选用直线位移传感器的有效测量长度为500mm、400mm。

直线位移传感器测量行程最小到10mm，最大测量行程可达4500mm的精准明确测量，线性精度可达0.01%，辨别率高于0.01mm，测量操作速度高达10m/s；角位移传感器可测量360°范围内的角度值，具有良好的辨别率和线性度，运行速度可达10,000rpm。

其内部的导电塑料电阻组件以及多指贵金属电刷可保证1亿次以上的机械寿命，并具有优良的抗震性和温度系数。

其坚固的结构设计可以保证在恶劣环境中牢靠工作。

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