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稱重傳感器是一種力傳感器，通過把被測量質(zhì)量轉(zhuǎn)換成另一種被測量量來測量質(zhì)量的傳感器。水分廣泛存在于自然界的物質(zhì)中，含水量的多少是物質(zhì)的重要特性之一。礦物、木材、茶葉、糧食、火藥藥品、食品等加工生產(chǎn)和保存過程中，都要求水分含量保持在一定的范圍內(nèi)。水分含量的高低直接影響著這些物質(zhì)質(zhì)量的好壞。對于化學(xué)物更是如此[1]。該系統(tǒng)最終采用的是電容式水分檢測，稱重傳感器是在電容傳感器工作時獲取電容傳感器中介質(zhì)的質(zhì)量信號，它被喻為是電子衡器中即水分檢測系統(tǒng)的心臟部件，它的性能很大程度上決定了水分檢測系統(tǒng)的精確度和穩(wěn)定性。
2、稱重傳感器的理論
水分檢測系統(tǒng)中稱重傳感器起著至關(guān)重要的作用，它的選擇直接關(guān)系到水分檢測系統(tǒng)的準(zhǔn)確度。
2.1稱重傳感器的分類
稱重傳感器是一種力傳感器，通過把被測量質(zhì)量轉(zhuǎn)換成另一種被測量量來測量質(zhì)量的傳感器。稱重傳感器是電子秤的重要部件，它把被稱物體的重量轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)過處理后指示出來。目前有以下幾種分類方式：
（1）根據(jù)傳感器的工作原理分類：電阻應(yīng)變式、差動變壓式、電容式、壓磁式、壓電式、振弦式等。
（2）根據(jù)其受力情況分：正應(yīng)力式，剪應(yīng)力式。
（3）根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式分：懸臂梁式、橋式、S形式、箱式、柱式等。
（4）根據(jù)傳感器的材料不同有：合金鋼式、鋁合金式等。
2.2稱重傳感器的選用
（1）選用傳感器時首先要考慮它的實際工作環(huán)境使用傳感器首先要考慮傳感器所處的實際工作環(huán)境，這點(diǎn)對于正確選用傳感器至關(guān)重要，它關(guān)系到傳感器能否正常工作以及它的安全和使用壽命乃至整個稱重系統(tǒng)的可靠性和安全性。
（2）傳感器的數(shù)量和量程
傳感器數(shù)量的選擇是根據(jù)電子衡器的用途、秤體需要支撐的點(diǎn)數(shù)(支撐點(diǎn)數(shù)應(yīng)根據(jù)秤體幾何重心和實際重心重合的原則而確定)而定。一般來說秤體有幾個支撐點(diǎn)就選用幾只傳感器。傳感器的量程選擇可依據(jù)秤的最大稱量值、選用傳感器的個數(shù)、秤體自重、可產(chǎn)生的最大偏載及動載因素綜合評價來決定。一般來講，傳感器的量程越接近分配到每個傳感器的載荷，其稱量的準(zhǔn)確度就越高。但是在實際的使用當(dāng)中，由于加在傳感器上的載荷除被稱物體外，還存在秤體自重、皮重、偏載及振動沖擊等載荷，因此選用傳感器時，要考慮諸多方面的因素，保證傳感器的安全和壽命。下面給出一個經(jīng)過大量實驗驗證的經(jīng)驗公式：
C=K0×K1×K2×K3(Wmax+W)/N(1)
式中，C為單個傳感器的額定量程，W為秤體自重，Wmax為被稱物體凈重的最大值，N為秤體所采用支撐點(diǎn)的數(shù)量，K0為保險系數(shù)，一般取1.2～1.3之間，K1為沖擊系數(shù)，K2為秤體的重心偏移系數(shù)，K3為風(fēng)壓系數(shù)[2,3]。
（3）各種類型傳感器的使用范圍
傳感器形式的選擇主要取決于稱重的類型和安裝空間，保證安裝合適，稱重安全可靠；另一方面要考慮廠家的建議。對于傳感器制造廠家來講，它一般規(guī)定了傳感器的受力情況、性能指標(biāo)、安裝形式、結(jié)構(gòu)形式、彈性體的材質(zhì)等。
（4）傳感器的準(zhǔn)確度等級選擇
傳感器的準(zhǔn)確度等級包括傳感器的非線性、蠕變、重復(fù)性、滯后、靈敏度等技術(shù)指標(biāo)。在選用的時候不應(yīng)該盲目追求高等級的傳感器，應(yīng)該考慮準(zhǔn)確度等級和成本[4,5]。
3、水分檢測系統(tǒng)中的稱重傳感器
根據(jù)整個水分檢測系統(tǒng)的要求及實際操作的可行性，該系統(tǒng)采用的是定容稱重傳感器，在水分檢測過程中，按照要求，我們必須滿足以下幾個條件:
（1）稱重傳感器的精度要達(dá)到千分之一，量程范圍根據(jù)實際需求必須大于1500g。
（2）由于整個系統(tǒng)在測量過程中對時間有一定的要求，因此需要稱重傳感器能夠動態(tài)稱重。
（3）該系統(tǒng)用于對顆粒狀化學(xué)物進(jìn)行水分檢測，因此它的防護(hù)等級IP65,防爆等級dIBT5。
綜上所有因素，該水分檢測系統(tǒng)采用了電阻應(yīng)變式稱重傳感器，它的量程為2000g，顯示精度為1mg，且具有一定的防爆措施。稱重傳感器需要在電容傳感器工作時獲取電容傳感器中介質(zhì)的質(zhì)量信號，因此需要在稱重傳感器上安裝電容極板，當(dāng)化學(xué)物進(jìn)入電容傳感器時，稱重傳感器與電容傳感器能同時獲取被測介質(zhì)水分信號與質(zhì)量信號。電阻應(yīng)變式稱重傳感器的工作原理:彈性體(彈性元件，敏感梁)在外力作用下產(chǎn)生彈性變形，使粘貼在它表面的電阻應(yīng)變片(轉(zhuǎn)換元件)也隨同產(chǎn)生變形，電阻應(yīng)變片變形后，它的阻值將發(fā)生變化(增大或減小)，再經(jīng)相應(yīng)的測量電路把這一電阻變化轉(zhuǎn)換為電信號(電壓或電流)，從而完成了將外力變換為電信號的過程。它的優(yōu)點(diǎn)為：精度高，測量速度快，適合靜動態(tài)測量；結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，性能穩(wěn)定可靠；價格便宜，品種多樣，便于選擇和大量選用；測量范圍廣；可測多種物理量。
4、總結(jié)
在水分檢測的稱重體系設(shè)計過程中，稱重傳感器的選擇是一件非常重要的工作，如果選得不好，不能滿足水分含量檢測時的要求，會造成經(jīng)濟(jì)上及檢測質(zhì)量上巨大的損失。在系統(tǒng)設(shè)計過程中，稱重傳感器的選擇和水分檢測系統(tǒng)其他各方面的規(guī)定結(jié)合起來，最終使電阻應(yīng)變式定容傳感器符合條件。

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