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電子衡器稱重傳感器載荷分配的調(diào)整,按影響衡器的計(jì)量性能和其他性能。本文介紹了電子衡器采用支承安裝、并聯(lián)使用多個(gè)稱重傳感器載荷分配的調(diào)整。電子衡器大多數(shù)使用多個(gè)電阻應(yīng)變式稱重傳感器,安裝形式有支承式(壓式)和吊掛式(拉式)兩種,通常采用支承式安裝。

稱重傳感器使用時(shí),應(yīng)按選擇原則正確選擇其結(jié)構(gòu)形式、計(jì)量特性等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),達(dá)到最佳性能價(jià)格比要求。衡器安裝后還要進(jìn)行分部調(diào)整和隨機(jī)調(diào)整,其中主要工作之一就是對(duì)多個(gè)稱重傳感器進(jìn)行載荷分配的調(diào)整,即通常所說(shuō)進(jìn)行傳感器受力一致性調(diào)整。由于電子衡器使用多個(gè)傳感器,串聯(lián)、串并聯(lián)輸出方式實(shí)際已不再應(yīng)用。本文用支承安裝、并聯(lián)使用的多個(gè)電阻應(yīng)變稱重傳感器為例,介紹載荷分配的檢查調(diào)整方法、吊掛式安裝的稱重傳感器載荷分配的調(diào)整也可參考。

1　稱重傳感器載荷分配調(diào)整的依據(jù)和前提條件電子衡器是通過(guò)稱重傳感器將質(zhì)量(重量)轉(zhuǎn)換成電量的一種質(zhì)量(重量)測(cè)量方法。

電子衡器對(duì)所有使用稱重傳感器的基本要求是:輸出電量信號(hào)和輸入質(zhì)量(重量)信號(hào)單值線性對(duì)應(yīng);有符合要求的準(zhǔn)確度和較高的靈敏度;有較好的頻率響應(yīng)特性和較小的惰性;對(duì)被稱物狀態(tài)影響小;能在較差的環(huán)境條件下工作;穩(wěn)定性、可靠性好、壽命長(zhǎng)。電子衡器的多個(gè)稱重傳感器載荷分配的調(diào)整,即通過(guò)調(diào)整傳感器受力一致性,減少秤臺(tái)多支點(diǎn)平衡“靜不定”的問(wèn)題影響,保證秤臺(tái)支承的穩(wěn)定性,從而保證秤臺(tái)重心不承重力而偏移,達(dá)到保證衡器的準(zhǔn)確度和有關(guān)計(jì)量性能要求。

稱重傳感器載荷調(diào)整的前提條件:主要是對(duì)衡器各部件的安裝質(zhì)量進(jìn)行檢查調(diào)整,達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、檢定規(guī)程、施工圖等技術(shù)文件規(guī)定的技術(shù)要求,把并提出必要的部件及特性要求。對(duì)新安裝的衡器,各部件應(yīng)進(jìn)行全面檢查。

1.11　秤臺(tái)的結(jié)構(gòu)

秤臺(tái)除滿足計(jì)量性能和使用要求外,應(yīng)具有秤臺(tái)結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性、自重分布的均勻性。

1.12　稱重儀表系統(tǒng)

稱重儀表系統(tǒng)按要求技術(shù)指標(biāo)測(cè)試合格。

1.13　稱重傳感器的選擇及連接

稱重傳感器的選擇除滿足衡器要求的性能指標(biāo)外,應(yīng)盡量選擇使用輸出靈敏度及輸入阻抗一致性的傳感器,并在接線補(bǔ)償盒中正確連接。接線補(bǔ)償盒應(yīng)可能安裝在計(jì)量室內(nèi)稱重儀表附近。

1.14　稱重傳感器輸出靈敏度在補(bǔ)償

稱重傳感器在制造時(shí)已進(jìn)行了多種補(bǔ)償,其中包括輸出靈敏度補(bǔ)償。但在電子衡器使用的多個(gè)傳感器中,每個(gè)傳感器的輸出靈敏度不可能完全相等,在供橋電壓相等時(shí),將會(huì)產(chǎn)生不可忽視的稱重誤差。因此,每個(gè)傳感器的實(shí)際供橋電壓根據(jù)其靈敏度不同而有差異,即需要再使用時(shí)進(jìn)行輸出靈敏度補(bǔ)償。

多個(gè)傳感器并聯(lián)輸出,通常使用一個(gè)供橋電源。對(duì)傳感器進(jìn)行靈敏度再補(bǔ)償時(shí),實(shí)際供橋電壓的選擇方法是:設(shè)多個(gè)傳感器中,第i個(gè)傳感器的靈敏度Si最小,取其供橋電壓Ui符合給定的范圍,則靈敏度為Si的第j個(gè)傳感器的實(shí)際供橋電壓Uj由下式確定:Uj=(Si/Sj)×Ui

通常是通過(guò)調(diào)節(jié)接線補(bǔ)償盒中對(duì)稱串聯(lián)在傳感器輸入回路的電位器來(lái)實(shí)現(xiàn)。

1.15　消除或減少傳感器輸送電纜及各種干擾因素的影響

傳感器輸入電纜及各種干擾因素產(chǎn)生的虛假信號(hào),影響載荷分配調(diào)整的正確性,必須采取措施消除減小。為了避免輸送電纜的影響,電纜的質(zhì)量、長(zhǎng)度及布線均有要求;電纜質(zhì)量好,線間絕緣電阻>10MΩ,傳感器有較高的對(duì)地絕緣電阻,傳感器和供橋電源對(duì)地絕緣電阻之和>200MΩ;電纜阻值、溫度系數(shù)、分布電容等直線、交流參數(shù)相同;標(biāo)定(檢定)與使用電纜長(zhǎng)度一致,并要求所用傳感器電纜固定長(zhǎng)度相等,當(dāng)實(shí)際使用中電纜不夠長(zhǎng)時(shí),續(xù)接就應(yīng)采用與傳感器一致的電纜,采用焊接,不能用插頭座形式連接,焊接處應(yīng)采取防護(hù)措施;布線正確,避免電纜干擾影響;電纜有屏蔽層并正確采用屏蔽接地技術(shù)。達(dá)到屏蔽效果;采用比率測(cè)量長(zhǎng)線補(bǔ)償技術(shù),尤其是電纜較長(zhǎng)時(shí)很有必要,等等。

1.16　傳感器支承高度調(diào)整裝置

除采用墊板有級(jí)調(diào)高裝置外,最好有雙面調(diào)整專(zhuān)用墊板等無(wú)級(jí)調(diào)高裝置,或微調(diào)裝置。如果沒(méi)有無(wú)級(jí)調(diào)高裝置,可被薄墊板。無(wú)級(jí)調(diào)高裝置初始安裝時(shí)高度應(yīng)放置在正負(fù)可調(diào)高范圍的零位處。

1.17　秤臺(tái)安裝的初始水平度、標(biāo)高及相關(guān)尺寸是一個(gè)重要因素,用以判斷秤臺(tái)及傳感器的安裝情況不僅要達(dá)到技術(shù)文件規(guī)定的技術(shù)狀態(tài)要求,而且直接影響載荷在傳感器上的分配。

2　稱重傳感器載荷分配的檢查調(diào)整

在稱重傳感器載荷分配調(diào)整的前提條件下,進(jìn)行載荷分配的檢查調(diào)整。

2.11　傳感器空載時(shí)的輸出值(零點(diǎn)輸出)

由于傳感器標(biāo)定(檢定)時(shí)的供橋電壓Uj可能與使用的供橋電壓U不一致,并且又經(jīng)過(guò)輸出靈敏度再補(bǔ)償,確定了實(shí)際供橋電壓Ui。因此,可以根據(jù)傳感器標(biāo)定(檢定)時(shí)的空載輸出值Eoib計(jì)算實(shí)際供橋電壓是的空載輸出值Eoi。

Eoi=(Ui/Uj)×Eoib

傳感器空載時(shí)的輸出值也可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè);用千斤頂抬秤臺(tái),用稱之以百貨高精度數(shù)字電壓表在接線補(bǔ)償盒中測(cè)量各傳感器空載時(shí)的輸出值Eoi。筆者認(rèn)為,實(shí)測(cè)方法更準(zhǔn)確、實(shí)用。

2.12　傳感器在秤臺(tái)自重作用下的輸出值

檢查各傳感器在秤臺(tái)自重作用下的輸出值Eoi,并計(jì)算輸出增加值△Eoi。

△Eoi=Eoi-Eoib

為調(diào)整方便,還應(yīng)計(jì)標(biāo)出增加值的平均值△Ei?！鱁i=Σ△Eoi/n

(n—電子衡器實(shí)用傳感器的數(shù)量)

2.13　傳感器載荷分配的調(diào)整

據(jù)文獻(xiàn)介紹,在秤臺(tái)自重的作用下,按調(diào)整方法“逐個(gè)調(diào)整電子秤各支承點(diǎn),使在傳感器上的載荷至少有20%的示值”。文獻(xiàn)中指出,使用四個(gè)傳感器時(shí)“四個(gè)傳感器的輸出電壓應(yīng)基本相同,各自為(秤臺(tái))自重的1/4左右”。我們通過(guò)實(shí)踐認(rèn)為,在秤臺(tái)自重作用下,傳感器輸出增加值與輸出平均增加值的相對(duì)誤差在±5%～±10%為宜,且衡器準(zhǔn)確度越高,調(diào)整應(yīng)更精心細(xì)致。

將各傳感器在秤臺(tái)自重作用下的輸出增加值進(jìn)行比較,如果其傳感器的輸出增加值與平均增加值和相對(duì)誤差小于要求值,或輸出增加值遠(yuǎn)小于平均值甚至無(wú)輸出增加值時(shí),則用該傳感器的無(wú)級(jí)調(diào)高裝置進(jìn)行調(diào)整,或用千斤頂抬起秤臺(tái),用薄墊板進(jìn)行調(diào)整,抬高傳感器支承高度;如果某傳感器的輸出增加值與品均值的相對(duì)誤差大于要求值,或輸出增加值遠(yuǎn)大于平均值時(shí),則用該傳感器的無(wú)級(jí)調(diào)高裝置進(jìn)行調(diào)整,減低傳感器支承高度;抬高和降低傳感器的支承高度這兩種方法也可同時(shí)使用。當(dāng)秤臺(tái)自重較輕或調(diào)整要求更高時(shí),還可以進(jìn)行加載調(diào)整或校核。若使用n個(gè)傳感器,則用約等于1/n最大稱量的標(biāo)準(zhǔn)砝碼置于秤臺(tái)中間,進(jìn)行調(diào)整或校核。加載調(diào)整或校核時(shí),要求所加載在秤臺(tái)上具有幾何位置的對(duì)稱性,以保證傳感器分配的均勻性。

以上檢查調(diào)整過(guò)程中可能需要反復(fù)進(jìn)行,直到符合載荷分配一致性要求。用無(wú)級(jí)調(diào)高裝置或薄墊板進(jìn)行傳感器載荷分配的調(diào)整,一般情況下秤臺(tái)高度變化微小,通常不超過(guò)1mm,不會(huì)使秤臺(tái)標(biāo)高超差。

 

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