当选择传感器时，我们一定要首先确定选定容量，确定容量了之后才能去考虑其它方面的问题。选择容量时，必须知道在最大秤量时每只传感器的最大载荷是多少，计算出每只传感器的反力，传感器的载荷包括两部分：即称量时最大载荷加台板自重，把台板自重分配到每只传感器上的载荷是定的，称量载荷则要考虑在称量时由于不均匀载荷使传感器可能承受的最大载荷。

上述两项载荷之和不应超过传感器容量的2/3,任何时候不可以使传感器在超载情况下工作。因此,在这样的情况下计量性能才能得以保证。另外,也不应为了安全而选择过大容量的传感器,这可能出现输出过小,称量仪表分辨力不够的情况。

由于目前传感器检定规程和电子秤的检定规程不统一,前者是单项指标,而采用端点直线法,后者是综合误差带法,因而选择比较困难。另外,电子秤在满量程时传感器并不在满量程,它的实际误差不是测试记录的值。再者用一只传感器制成的电子秤和多只传感器组成的电子秤对传感器要求也不同。

图1

现在称重传感器标定时采用的是端点直线法如图1,图2是秤误差带。

图2

为了找出两种误差计量方法之间的联系进而得出不同准确电子秤所要求的传感器的准确度,我们使用端点直线法中的标准直线同秤的误差带中线重合,并绘出0.02%F,S和0.03%F,S的误差范围界限,这样我们就可以比较直观的看出哪级准确度的传感器适合哪级准确度的电子秤,还可以看出传感器由于温度影响,灵敏度变化后对准确度的影响。

从图上可以看出,传感器对称量误差有直接影响的指标有不直线ΔQL,滞后ΔQH,不重复度ΔQR和温度对灵敏度的影响Se,直线度对称量误差的直接影响是当在满秤量标定后,由于直线误差大,可能使中间秤量超差,成品传感器的直线度误差一般是不可调整的系统误差,根据秤的精度选择传感器时,首先要考虑这项指标。

其次是滞后,这项指标是在传感器卸载时测出的,它的大小是和加载时同一载荷点输出相比较标出的,一般都比直线度误差大,是加在直线误差上的误差。虽然这项指标对称量误差的影响是在检秤的回量时表现出来的。如果检秤的进程时没超差,但已接近误差带在检回量时可能因滞后影响超差。

重复性是指在标定传感器时在三次加载过程中,同一载荷下最大值减去最小值得出的误差,实际上是传感器输出的变动性误差,它出在哪一段是没规律的,虽然不检回程的重复性实际上误差是有的,和进程差基本一样,高精度传感器这项误差大约在0.01%F,S左右,温度对输出的影响误差:在温度改变辐度较大时影响是明显的,如果在20℃时把秤调好了,误差都在误差带内。如果温度变化了,升高了20℃,在传感器的温度系数为正的时候,则满量程输出变大,即灵敏度变大了,对于0.02%F,S的传感器这项指标在0.01~0.15%/10K,假如原来称是正差,温度升高后,将使原有的误差再加上温度影响的误差,这项误差把原有的误差都抬高,造成超差,所以秤的误差就传感器而论主要是“直线度+滞后+温度对输出影响误差”这三项,但是在检定验收时,温度变化幅度短时间不会过大,一般不会受影响。有些电子秤制造厂在传感器上加装保温装置使传感器在恒温环境下工作,消除了这项误差,但一般情况无此必要。

就上面三项主要误差来分析,制造3000e的商用秤如果用单只传感器的情况,建议选用单项指标不低于0.02%F,S的传感器比较容易保证秤的准确度,上面我们介绍了“综合误差”单项指标是0.02%F,S,综合误差实际上接近0.04%F,S,想达到3000e的要求并没有多少裕度,甚至可能象图上那样情况,还要“+-”“借”-F,把误差平均。

对于由多支传感器组成的电子秤,根据误差合成理论对传感器准确度要求低一些,这样的秤也选用0.03%F,S以上的传感器才比较有把握。蠕变指标对秤的准确度的影响表现在满秤量和回检时最明显,进程检定到满秤量然后超载1/4压20分钟,再回检最大秤量,如果传感器的蠕变不好这一项就要超差,由于蠕变恢复需要一定时间,零点也不回,蠕变有正蠕变和负蠕变,正蠕变是在加载停止后输出还继续变大,随时间增长逐渐停止。在去掉全部载荷后不能马上回到零点,呈逐渐复状;负蠕变则相反,满秤量时加载停止后,输出随时间增长而减少,去掉载荷后恢复时,由过零向零点逐渐靠近。

为了减少蠕变对回检时的影响,可用准确度高,蠕变性能好的传感器,也可以在条件允许的情况下尽量选用容量大些的传感器,容量大可降低弹性体应力水平,从而改善蠕变性能。

在选用传感器时,为提高准确度,有人主张选用大容量传感器,在最大秤量时传感器的实际负荷只占量程的一部分,直接看上去非直线度和滞后都比满量程时小了(绝对误差小了);但是,不要忘了传感器误差是相对误差。绝对误差小了,同时总输出也小了,分子分母同时都小了结果准确度并没明显提高。

对于用多支传感器组成的电子秤如果采用并联供电时,要考虑灵敏度误差和输出阻抗的一致性,即所谓配组问题,否则在检定秤的四边时出现大的差异,多支传感器灵敏度的一致性不好也会出现上述误差。

传感器的结构选择

对结构选择的是否合理主要根据秤的整体结构和使用特点来评价,对于小秤量的各种平台秤,为了简化结构,降低成本最好选用抗偏载能力强的平行梁,型号SPS,中心梁等结构的铝合金传感器一般只用一只传感器即可,不用加拉带某附加装置,最好有过载保护,小容量传感器非常容易过载,造成损坏。

对于由于多支传感器组成的中等量程的平台秤,可选用带波、管的双孔型和剪应力的悬结构传感器,这两种外型尺寸小,高度低,便于固定。

总之,合理的选用传感器,对电子秤的性能好坏起着决定性作用,因此在选用传感器时应慎重考虑。

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