模塊二、重量檢測(cè).ppt

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機(jī) 電類 傳感器與檢測(cè)技術(shù)項(xiàng)目教程 模塊二 重量檢測(cè)課件統(tǒng)一書號(hào) ISBN978 7 111 48817 0課程配套網(wǎng)站www sensor 或2015年2月第1版 作者 梁森 黃杭美 王明霄 王侃夫 本模塊介紹 重量 質(zhì)量 力 重力 等基本概念 重力測(cè)量的基本方法 應(yīng)變計(jì)的組橋 零點(diǎn)調(diào)整 溫度補(bǔ)償 荷重傳感器的選型 信號(hào)計(jì)算 汽車衡的安裝及使用 故障診斷等知識(shí) 還介紹了皮帶秤的應(yīng)用 還介紹了計(jì)量領(lǐng)域經(jīng)常用到的 檢定 等概念 內(nèi)容簡(jiǎn)介 今天是 2020年3月30日星期一 知識(shí)鏈接 質(zhì)量 重力與重量的基本概念項(xiàng)目一 商用電子秤項(xiàng)目二 汽車衡拓展資料 皮帶秤 模塊二 重量檢測(cè)目錄 現(xiàn)在時(shí)間是 03 43 一 質(zhì)量的基本概念 質(zhì)量是國際單位制的7個(gè)基本單位之一 圖2 1放在抽真空玻璃器皿里的國際千克原器IPK 質(zhì)量越大 慣性就越大 物體受力時(shí)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化就越困難 物體受力后產(chǎn)生的加速度a與所受的力f成正比 與質(zhì)量m成反比 三者之間的關(guān)系可以用下式表示 a F m 二 重力 重量的概念 重力用字母W或F表示 單位用N表示 W mg W為重力 N m為質(zhì)量 kg g為重力加速度 項(xiàng)目一商用電子秤 項(xiàng)目教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)目標(biāo)1 掌握應(yīng)變計(jì)和直流電橋的工作原理 2 熟悉商用電子秤的工作原理 技能目標(biāo)1 掌握應(yīng)變計(jì)組橋及零位調(diào)整方法 2 熟悉電子秤的選型 現(xiàn)在時(shí)間是 03 43 任務(wù)一認(rèn)識(shí)應(yīng)變計(jì) 導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料在外界力的作用下 會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形 其電阻值也將隨著發(fā)生變化 這種現(xiàn)象稱為應(yīng)變效應(yīng) 電阻應(yīng)變傳感器主要由電阻應(yīng)變片 彈性元件及測(cè)量轉(zhuǎn)換電橋電路等組成 應(yīng)變?cè)硌菔?金屬絲受拉時(shí) l變長 r變小 導(dǎo)致R變大 應(yīng)變片的工作原理 1 拉伸前2 拉伸后 電阻絲受拉后 長度增加 直徑變小 電阻變大 應(yīng)變片的結(jié)構(gòu) 1 引出線2 覆蓋層3 基底4 電阻絲 l 應(yīng)變片的工作基長 b 應(yīng)變片基寬 b l 應(yīng)變片的有效使用面積 應(yīng)變片的電阻相對(duì)變化量與力的關(guān)系 應(yīng)變片中的電阻絲的電阻相對(duì)變化量 R R 與材料力學(xué)中的軸向應(yīng)變 x的關(guān)系在很大范圍內(nèi)是線性的 即 x F AE 設(shè)K為靈敏度 金屬材料的面積為A 彈性模量為E 則 R R又可表示為 微應(yīng)變 對(duì)于不同的金屬材料 K略有不同 一般為2左右 而對(duì)半導(dǎo)體材料而言 由于其感受到應(yīng)變時(shí) 電阻率 會(huì)產(chǎn)生很大的變化 所以靈敏度比金屬材料大50 200倍 在材料力學(xué)中 x l l稱為電阻絲的軸向應(yīng)變 也稱縱向應(yīng)變 x通常很小 例如 當(dāng) x為0 000001 10 6 時(shí) 在工程中常表示為1 m m或1微應(yīng)變 1 對(duì)金屬材料而言 受力之后所產(chǎn)生的軸向應(yīng)變最好不要大于1 10 3 即應(yīng)小于1000 m m 1000 否則有可能超過材料的極限強(qiáng)度而導(dǎo)致非線性或斷裂 應(yīng)變片的分類 應(yīng)變片可分為金屬應(yīng)變片及半導(dǎo)體應(yīng)變片兩大類 前者可分成金屬絲式 箔式 薄膜式等 a 金屬絲式b 金屬箔式c 金屬箔式外形d 半導(dǎo)體應(yīng)變片1 電阻絲2 金屬箔3 半導(dǎo)體4 基片5 引腳6 定位標(biāo)記7 金絲 金屬絲式應(yīng)變片的結(jié)構(gòu) 金屬絲式與箔式應(yīng)變片的區(qū)別 金屬絲式應(yīng)變片蠕變較大 金屬絲易脫膠 逐漸被箔式所取代 但金屬絲式應(yīng)變片價(jià)格便宜 多用于大批量 一次性試驗(yàn) 箔式應(yīng)變片中的箔柵是金屬箔通過光刻 腐蝕等工藝制成的 箔式應(yīng)變片與片基的接觸面積大得多 散熱條件較好 在長時(shí)間測(cè)量時(shí)的蠕變較小 一致性較好 目前廣泛用于電子秤等各種應(yīng)變式傳感器中 焊接溫度250 不同測(cè)量方向的金屬箔式應(yīng)變片圖形 半導(dǎo)體應(yīng)變片 以N型和P型硅為基底 利用擴(kuò)散 外延和薄膜工藝制成的 主要優(yōu)點(diǎn)是靈敏度比金屬應(yīng)變片高很多 缺點(diǎn)是 靈敏度的一致性差 溫漂大 電阻與應(yīng)變間非線性嚴(yán)重 在使用時(shí) 需采用半橋 全橋溫度補(bǔ)償及非線性補(bǔ)償措施 某系列應(yīng)變片主要性能指標(biāo) 上表中 哪幾個(gè)型號(hào)是半導(dǎo)體應(yīng)變片 依據(jù)是什么 任務(wù)二 應(yīng)變片的粘貼1 檢查通斷 2 在選定貼應(yīng)變片的位置劃出十字線 3 再用細(xì)砂紙精磨 45度交叉紋 4 用棉紗或脫脂棉花沾丙酮清潔結(jié)構(gòu)表面 擦幾遍后 不可再用手接觸表面 5 用透明膠帶將應(yīng)變片與構(gòu)件在引腳處臨時(shí)固定 移動(dòng)膠帶位置使應(yīng)變片達(dá)到正確定位 6 在應(yīng)變片的反面涂上一滴快干膠水 視應(yīng)變片面積而定 膠水量不宜過多 7 將塑料薄膜蓋在應(yīng)變片上 用母指按壓擠出多余膠水 按壓時(shí)間一般1分鐘 室溫低時(shí)適當(dāng)延長 8 為了使膠水可靠固化 可用電吹風(fēng)微加熱處理 注意距離和均勻 用萬用表測(cè)量應(yīng)變片絕緣電阻值 應(yīng)大于20M 9 將應(yīng)變片引線焊接在接線片上 焊點(diǎn)要光滑牢固 引線不能繃緊 需形成弧線與接線片相連 10 將連接應(yīng)變儀的導(dǎo)線焊接在接線片上 焊接時(shí)間盡量短 把導(dǎo)線用絕緣膠帶固定在構(gòu)件上 再一次檢查應(yīng)變片質(zhì)量 11 在應(yīng)變片周圍涂上軟硅膠 防潮 防損傷 12 硅膠固化后 應(yīng)變片粘貼工作完畢 但要再次檢查應(yīng)變片的阻值和絕緣情況 13 固定 粘貼 焊接后 用膠布將引線和被測(cè)對(duì)象固定在一起 防止拉動(dòng)引線和應(yīng)變片 材料受拉應(yīng)變的測(cè)量 將應(yīng)變片粘貼在受力的斜拉橋上的斜拉繩端部的圓柱上 測(cè)量每一根斜拉繩的應(yīng)變 從而計(jì)算出所受大批量汽車上橋后所增加的的拉力 檢驗(yàn)拉力是否超過設(shè)計(jì)值 管樁材料的側(cè)向風(fēng)力產(chǎn)生的應(yīng)變測(cè)量 工作人員正在貼應(yīng)變片 應(yīng)變片粘貼在管樁上 四片應(yīng)變片可組成全橋 任務(wù)三惠斯通電橋組橋 非平衡電橋 金屬應(yīng)變片的電阻變化范圍很小 如果直接用歐姆表測(cè)量其電阻值的變化將十分困難 且誤差很大 例 金屬箔式應(yīng)變片的標(biāo)稱阻值R0為100 靈敏度K 2 粘貼在橫截面積為9 8mm2的鋼質(zhì)圓柱體上 鋼的彈性模量E 2 1011N m2 所受拉力F 0 2t 受拉后應(yīng)變片的阻值R的變化量?jī)H為0 2 所以必須使用非平衡電橋來測(cè)量這一微小的變化量 將 R R轉(zhuǎn)換為輸出電壓Uo 非平衡電橋的主要功能 去除 本底 用計(jì)算機(jī)直接測(cè)應(yīng)變片電阻的變化量是很困難 這是因?yàn)闇y(cè)量一個(gè)在幾百歐的基值上附加一個(gè)零點(diǎn)幾歐的變化的分辨力很低 用電橋可以把被測(cè)量的本底去掉 轉(zhuǎn)換成一個(gè)在零值附近變化的毫伏級(jí)的輸出電壓 這樣就可以通過 電橋放大電路 來放大這個(gè)微小的變化電壓 使之達(dá)到幾伏數(shù)量級(jí)的有效輸出信號(hào) 接到A D轉(zhuǎn)換器 非平衡電橋的結(jié)構(gòu) 非平衡電橋由四個(gè)電阻R1 R2 R3 R4組成一個(gè)四邊形的回路 每一邊稱作電橋的 橋臂 有4個(gè)結(jié)點(diǎn)a b c d 在a c結(jié)點(diǎn)之間接入電源Ui 而另一對(duì)結(jié)點(diǎn) b d 之間的電壓差作為輸出電壓Uo端 b d點(diǎn)對(duì)負(fù)極 a點(diǎn) 的電壓相等時(shí)稱作 電橋平衡 反之 b d兩點(diǎn)電位差不為零時(shí)稱作 電橋不平衡 非平衡電橋的輸出電壓 若橋路的4個(gè)橋臂相鄰電阻的電阻值變化趨勢(shì)相同 橋路的輸出電壓為零 若相鄰電阻的電阻值變化趨勢(shì)相反 橋路就產(chǎn)生輸出電壓 電橋平衡的條件 R1 R2 R4 R3或R1 R3 R4 R2 4個(gè)橋路電阻的比例通常不可能完全相同 因此必須設(shè)置 調(diào)零電位器 RP 調(diào)節(jié)RP 最終可以使R1 R2 R4 R3 R1 R2 是R1 R2并聯(lián)RP后的等效電阻 電橋趨于平衡 Uo被預(yù)調(diào)到零位 這一過程稱為調(diào)零 圖中的R5的作用是減小調(diào)節(jié)范圍 也稱限流電阻 非平衡電橋可以分為單臂 雙臂 全橋 單臂半橋 四個(gè)橋臂中 只有一個(gè)電阻的電阻可變 R1為應(yīng)變片 R2 R3 R4為固定電阻 低溫漂的錳合金電阻 橋路的輸出電壓為 單臂半橋的靈敏度最低 溫漂最大 單臂電橋示意圖 電橋放大電路 差動(dòng)減法電路 雙臂半橋 R1 R2為應(yīng)變片 R3 R4為固定電阻 低溫漂的錳合金電阻 應(yīng)變片R1 R2感受到的應(yīng)變 1 2相反 產(chǎn)生的電阻增量正負(fù)號(hào)相反 可以使輸出電壓Uo成倍地增大 四臂全橋 全橋的四個(gè)橋臂都為應(yīng)變片 如果設(shè)法使試件受力后 應(yīng)變片R1 R4產(chǎn)生的電阻增量 或感受到的應(yīng)變 1 4 正負(fù)號(hào)相間 就可以使輸出電壓Uo成倍地增大 輸出電壓 單臂 雙臂半橋 全橋工作方式中 哪一種靈敏度最高 哪一種靈敏度最低 全橋的溫度自補(bǔ)償原理 當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí) 四個(gè)橋臂上的應(yīng)變片溫度t同時(shí)升高 假設(shè)溫度引起的電阻值漂移數(shù)值一致 就可以相互抵消 所以全橋能實(shí)現(xiàn)溫度自補(bǔ)償 雙臂半橋的溫度自補(bǔ)償 溫度升高 R1 R2同時(shí)增大 R3 R4不變 則 又由于熱脹冷縮 溫度升高時(shí) 被測(cè)物的長度增加 應(yīng)變片被拉長 引起測(cè)量誤差 必須另外增加一個(gè)補(bǔ)償塊 單臂半橋無法實(shí)現(xiàn)溫度自補(bǔ)償 任務(wù)四商用電子秤的工作原理分析 一 商用電子秤的分類 1 按功能分類計(jì)數(shù)秤 計(jì)價(jià)秤 計(jì)重秤 2 按用途分類工業(yè)秤 商業(yè)秤 特種秤 3 按放置位置分類4 150kg的人體秤 0 30kg的案秤 桌秤 30 300kg的臺(tái)秤 稱量在300kg以上的地磅 稱量在1t以上的吊秤等 4 按準(zhǔn)確度分類I級(jí)特種天平 誤差 10 5 II級(jí)高準(zhǔn)確度天平 誤差 10 4 III級(jí)中準(zhǔn)確度秤 誤差 1 1000 IV級(jí)普通秤 誤差 1 100 一 商用電子秤的分類 續(xù) 5 按信號(hào)傳輸方式分類 模擬電流 4 20mA 式 RS232 RS485總線式 USB總線式 以太網(wǎng)路式 無線射頻 RF2 4G 式 藍(lán)牙式等 6 按顯示器分類 LED式 有背光LCD式等 7 按供電方式分類 交流供電式 電池 可充電式 等 自動(dòng)落料電子秤 電子秤 磅秤 超市打印秤 遠(yuǎn)距離顯示 由單片機(jī)扣除溫漂和毛重 人體秤 怎樣才能節(jié)電 怎樣才能適合盲人使用 電子人體秤中 四個(gè)角都裝了電阻應(yīng)變片 四角接成全橋 由單片機(jī)測(cè)量橋路電壓 并換算出被稱量的體重 吊鉤秤 便攜式 如何將重量信號(hào)傳送到總控室中的計(jì)算機(jī)上 二 商用電子秤的型號(hào)及含義 商用電子秤內(nèi)置有高準(zhǔn)確度稱重傳感器和稱重顯示儀表 具有計(jì)量準(zhǔn)確 讀數(shù)簡(jiǎn)便等特點(diǎn) 商用電子秤型號(hào)的型號(hào)有 ACS 30 C TCS 1000 D等 C級(jí)的分度值為500 10000 D級(jí)的分度值為1 10000 圖2 7商用電子秤型號(hào)的含義 三 商用電子秤的主要性能指標(biāo) 允許最大絕對(duì)誤差 等級(jí)檢定時(shí)允許的最大偏差 m 最小感量 所能顯示的最小刻度 通常用 d 來表示 國家規(guī)定最小刻度等于檢定分度值e 即d e 例如 某一電子秤的規(guī)格為60kg 5g 則5g即為最小刻度或最小感量 分度數(shù)n 也稱刻度間隔數(shù) 將最大稱量除以最小感量 就等于分度數(shù) 檢定分度值e 將最大稱量除以分度數(shù) 就等于檢定分度值 最小靜載荷輸出恢復(fù) 施加100 最大量程的負(fù)載30min后再卸載 讀數(shù)不應(yīng)超過e 2 遲滯 又稱回差或變差 是指?jìng)鞲衅髡蛱匦院头聪蛱匦圆灰恢碌某潭?例2 1某電子秤的規(guī)格為ACS 100 10g 最小感量 起跳 求 該電子秤的分度數(shù) 解該電子秤為案秤 每10g為一個(gè)刻度或數(shù)顯面板最低位代表的數(shù)值 即e 10g 最大稱量為100kg 則分度數(shù)或刻度間隔數(shù)為 n 100kg 1000 10g 10000又如 某電子秤的秤量為6000g 最小刻度 最小感量 為0 5g 則準(zhǔn)確度 0 5g 6000g 1 12000 圖2 8電子秤的正 逆向遲滯特性1 正向特性2 反向特性 案秤的組成 案秤主要由承重系統(tǒng) 秤盤 秤臺(tái) 傳力轉(zhuǎn)換系統(tǒng) 稱重傳感器 和示值系統(tǒng) 刻度盤 電子顯示儀表 三部分組成 電子秤電路由應(yīng)變橋路 放大器 A D轉(zhuǎn)換電路 微處理器電路 顯示電路 鍵盤電路 通訊接口電路 穩(wěn)壓電源電路等組成 1 力轉(zhuǎn)換為應(yīng)變的彈性敏感元件 圖2 9力轉(zhuǎn)換為應(yīng)變的彈性敏感元件 放大圖見后頁 a 實(shí)心軸b 空心軸c d 等截面圓環(huán)e f 變形的圓環(huán)g 工字梁橋式h 等截面懸臂梁i 等強(qiáng)度懸臂梁j 雙連孔剪梁 圖2 9的放大圖 圖2 10雙連孔剪梁受力后的應(yīng)變情況1 被測(cè)物2 托盤3 秤臺(tái)4 固定螺栓5 雙連孔剪梁6 限位器7 底座 應(yīng)變式力傳感器 S型力傳感器 F F F F 各種雙連孔剪梁 各種雙連孔剪梁 F 端部固定螺孔 電纜 托盤固定螺孔 應(yīng)變片在懸臂梁上的粘貼及受力變形演示 案秤的原理框圖 電子秤的靈敏度溫度補(bǔ)償電路 通常將Rt一分為二 紅 黑兩端緊貼鋁合金剪梁的位置各串聯(lián)阻值為Rt 2的電阻絲 Rt的大小由鎳絲的溫度系數(shù)及鋁合金剪梁的彈性模量溫度系數(shù)的比例決定 項(xiàng)目二汽車衡 項(xiàng)目教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)目標(biāo)1 掌握荷重傳感器的計(jì)算及選型 2 熟悉動(dòng)態(tài)自動(dòng)汽車衡系統(tǒng)的組成 技能目標(biāo)1 掌握汽車衡的安裝 2 熟悉汽車衡的檢定 3 熟悉汽車衡的故障分析和排除 現(xiàn)在時(shí)間是 03 43 任務(wù)一荷重傳感器的計(jì)算與選型 F 圖2 156種不同型式的荷重傳感器a 空心筒式b 實(shí)心柱式c S形扭環(huán)式d 輪輻式e 雙孔工字鋼橋式f 彎板式 圓柱形彈性元件 等截面軸 的應(yīng)變 設(shè)軸的橫截面積為A 軸材料的彈性模量為E 材料的泊松比為 當(dāng)?shù)冉孛孑S承受軸向拉力或壓力F時(shí) 軸向應(yīng)變 有時(shí)也稱為縱向應(yīng)變 x為 鋼的彈性模量約為2 1011N m2 當(dāng)被測(cè)力較小時(shí) 可用鋁合金 鋁的彈性模量約為0 7 1011N m2 材料越軟 彈性模量也越小 其彈性變形的靈敏度也越高 應(yīng)變式荷重傳感器外形及受力位置 續(xù) F F F 激光焊接全密封 荷重傳感器原理演示 貼在荷重傳感器表面的應(yīng)變片在向下力的作用下 產(chǎn)生變形 軸向變短 徑向變粗 任務(wù)二汽車衡的分類與選型 一 汽車衡的結(jié)構(gòu) 汽車衡示意圖 用一個(gè)橋路激勵(lì)源來激勵(lì)4個(gè)圓柱狀荷重傳感器的橋路 由4路A D轉(zhuǎn)換器將4個(gè)橋路的輸出轉(zhuǎn)換為4個(gè)數(shù)字量 由單片機(jī)進(jìn)行加法運(yùn)算 汽車衡 測(cè)量汽車毛重 再扣除已知該型號(hào)汽車的自重 就可以判斷是否超載 汽車衡稱重系統(tǒng) 荷重傳感器計(jì)算 當(dāng)KF為常數(shù)時(shí) 橋路所加的激勵(lì)源電壓Ui越高 滿量程輸出電壓Uom也越高 思考 綜合考慮靈敏度與功耗 發(fā)熱等因數(shù) Ui的取值范圍多少為好 荷重傳感器應(yīng)用估算 解 從該荷重傳感器銘牌上得到Fm 100 103N KF 2mV V 可計(jì)算得到Uom 12mV 根據(jù)上述公式計(jì)算得被測(cè)荷重 例 用某荷重傳感器稱重 當(dāng)橋路電壓Ui為6V時(shí) 測(cè)得橋路的輸出電壓Uo為8mV 求被測(cè)荷重為多少噸 例2 3用圖2 13所示的等截面空心圓柱式荷重傳感器稱重 額定荷重Fm 10 103kg 靈敏度KF為2mV V 橋路電壓 i為12V 求 1 在額定荷重時(shí)的輸出電壓Uom 2 若希望在額定荷重時(shí)得到5V的輸出電壓 接到A D轉(zhuǎn)換器 放大器的放大倍數(shù)應(yīng)為多少倍 3 若要求能分辨1 3000的電壓變化 放大后輸出電壓的漂移應(yīng)小于多少毫伏 4 測(cè)得橋路的輸出電壓為8mV 求被測(cè)荷重為多少噸 5 當(dāng)承載為10kg時(shí) 傳感器的輸出電壓Uo 10kg 解1 從圖2 13所示的荷重傳感器銘牌上得到 KF 2mV V 根據(jù)式 2 7 在額定荷重時(shí)的輸出電壓Uom KFUi 2mV V 12V 24mV2 在額定荷重時(shí)要得到5V的輸出電壓 放大器的放大倍數(shù)A 5000mV 24mV 208 33 若傳感器的分度數(shù)為3000 放大后輸出電壓的分辨力和輸出電壓的漂移要小于 Uo 5000mV 3000 1 67mV4 測(cè)得橋路的輸出電壓為8mV 被測(cè)荷重 5 當(dāng)承載為10kg時(shí) 傳感器的輸出電壓 荷重傳感器參數(shù)填表訓(xùn)練 秤臺(tái) 1 U形鋼結(jié)構(gòu)秤臺(tái) 秤臺(tái)局部解剖圖 秤臺(tái)的支撐 圖2 33橋式荷重傳感器a 用千斤頂將秤臺(tái)頂起b 鋼球上方和下方的球托放大圖 圖2 19接線盒 a 五孔模擬式接線盒 含多路微調(diào)電位器 b 七孔數(shù)字式接線盒 含多路串行接口 二 汽車衡的分類 1 按安裝方式分 有地中衡和地上衡 2 按稱量方式分 有靜態(tài)式和動(dòng)態(tài)式 3 按傳感器分 有模擬式和數(shù)字式 4 按彈性元件分 有柱式 橋式 輪輻式 彎板式等 5 按秤臺(tái)型式分 有全鋼結(jié)構(gòu)式和鋼結(jié)構(gòu)混凝土式 6 按安裝基坑型式分 有無基坑可移動(dòng)式 淺基坑式 深基坑地中衡 便攜式等 7 按長度分 有整車式 軸重式等 8 按值班方式分 有無人值守式 有人值守自動(dòng)汽車衡 9 按防爆等級(jí)分 有非防爆型和本安型 10 按秤體強(qiáng)度等級(jí)和稱重頻次分 有重型高頻次汽車衡 中型汽車衡以及低頻次汽車衡等 11 按載荷m與準(zhǔn)確度e分 從低到高 有50 200000e等 模擬式汽車衡 采用用模擬式稱重傳感器 模擬式接線盒和模擬式稱重顯示器 多路傳感器的模擬信號(hào)先接到接線盒 在接線盒中進(jìn)行多路A D轉(zhuǎn)換 再巡回傳輸?shù)椒Q重顯示器 傳感器與接線盒 顯示器之間傳輸?shù)氖菐资练哪M信號(hào) 容易引入干擾 智能化水平低 2 數(shù)字化汽車衡 從模擬式稱重傳感器輸出的6路模擬信號(hào)傳送到數(shù)字化接線盒 經(jīng)過數(shù)字化接線盒內(nèi)的放大 濾波和A D轉(zhuǎn)化電路后 轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號(hào) 該數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)綌?shù)字化稱重顯示器 經(jīng)數(shù)字化稱重顯示器中的微處理器對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理 從而顯示被稱汽車的重量等數(shù)據(jù) 圖2 216路數(shù)字化汽車衡原理框圖 3 數(shù)字式汽車衡 采用輸出信號(hào)為數(shù)字量或數(shù)字編碼的數(shù)字式傳感器 與稱重成正比的模擬電壓先在全封閉的傳感器中進(jìn)行A D轉(zhuǎn)換和串行信號(hào)轉(zhuǎn)換 以串行信號(hào)的方式輸出到接線盒 接線盒與稱重顯示器通過6根傳輸線進(jìn)行通信 四 動(dòng)態(tài)自動(dòng)汽車衡系統(tǒng) 1 無人值守汽車衡系統(tǒng) 無人值守汽車衡系統(tǒng)示意圖 無人值守智能稱重系統(tǒng)工作流程 圖2 24 2 彎板式動(dòng)態(tài)軸重衡 每當(dāng)一組輪胎經(jīng)過彎板式稱重傳感器時(shí) 傳感器中的電阻應(yīng)變計(jì)橋路就產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào) 傳遞給稱重顯示器 微處理器記錄彎板的受力彎曲變形曲線 計(jì)算出彎曲最大點(diǎn)的應(yīng)變 軸重 速度測(cè) 軸型等 將左 右軸重相加 就得到一對(duì)輪軸的稱重 依據(jù)斷續(xù)的沖擊次數(shù) 計(jì)算出一輛汽車有多少對(duì)輪軸 再將所有輪軸的稱重相加 就可以得到整車的重量 a 彎板式動(dòng)態(tài)軸重衡的內(nèi)部結(jié)構(gòu)b 彎板式軸重衡的輸出特性1 鋼框架2 緊固壓塊3 緊固螺栓4 鋼底板5 受力高強(qiáng)度鋼彎板6 應(yīng)變計(jì) 共8片 7 汽車輪胎受力點(diǎn) 彎曲變形點(diǎn) 8 絕緣密封膠 圖2 25 3 彎板式傳感器的標(biāo)定 先做靜態(tài)標(biāo)定 然后做動(dòng)態(tài)標(biāo)定 動(dòng)態(tài)標(biāo)定的具體方法 選定幾種車型 裝載砝碼后的車重為額定載荷 以額定的時(shí)速通過左 右兩個(gè)彎板傳感器的稱重區(qū)域 次數(shù)為10 累加每一個(gè)車軸的重量 得到一組 總車重 數(shù)據(jù) 多次累加 求其平均值 等于車重 3 便攜式動(dòng)態(tài)軸重衡 便攜式動(dòng)態(tài)軸重衡放大圖 五 汽車衡的規(guī)格 圖2 27汽車衡的型號(hào)規(guī)格表示方法例 SCS60tC3 地上衡 電阻應(yīng)變數(shù)字式 最大稱重60t C級(jí) 分度數(shù)3000 五 汽車衡的主要技術(shù)指標(biāo) 1 準(zhǔn)確度等級(jí) 共6級(jí) 2 最大稱量Max 10 200t 3 最小稱量Min 5 50kg 4 傳感器內(nèi)碼 10000 100000 5 分度數(shù)n 100 50000 6 檢定分度值e 5 50kg 7 秤臺(tái)寬度W 3 4m 8 秤臺(tái)長度L 7 24m 9 承載器強(qiáng)度安全系數(shù) 2 10 工作電源 AC220V 15 10 50Hz 或DC12V 24V蓄電池 10 20 11 工作環(huán)境 濕度 85 RH 溫度為 10 40 安全極限載荷 最大靜態(tài)載荷 最大動(dòng)態(tài)載荷之間的關(guān)系 圖2 28與載荷有關(guān)的一些重要概念之間的關(guān)系 表2 5最小稱量 用分度值e表示 表2 6稱量整車總重量的最大引用誤差 表2 7稱量單軸或軸組重量的汽車衡準(zhǔn)確度等級(jí)與分度數(shù)的關(guān)系 表2 8車輛軸載荷的準(zhǔn)確度等級(jí)與車輛整車總重量的準(zhǔn)確度等級(jí)之間的關(guān)系 表2 9汽車衡靜態(tài)試驗(yàn)的允許最大絕對(duì)誤差 汽車衡的五個(gè)標(biāo)志點(diǎn) 當(dāng)汽車衡在額定條件 溫度 濕度 偏載 遲滯 蠕變 重復(fù)性等 下使用時(shí) 規(guī)定汽車衡的以下5個(gè)特殊標(biāo)志點(diǎn)是必須進(jìn)行檢定的點(diǎn) 零點(diǎn) 1 6Max 1 2Max 2 3Max 及Max C3級(jí) 有的廠商也稱 級(jí) 或3級(jí) 的分度數(shù)n 3000 若最大稱量Max 60t 則檢定分度值e m 20kg 引用誤差 滿度相對(duì)誤差 為 最小稱量 稱為Min 小于Min的重物稱量誤差將大于允許最大絕對(duì)誤差 在90t的C3級(jí)汽車衡上 Min可能達(dá)到50e 達(dá)到1000kg 所以不能用于稱量小于Min值的重物 圖2 28與載荷有關(guān)的一些重要概念之間的關(guān)系 任務(wù)三汽車衡的安裝與調(diào)試一 汽車衡的安裝 圖2 29淺基坑地上型汽車衡的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)1 混凝土斜坡2 傳感器的混凝土基礎(chǔ)3 鋼球承壓荷重傳感器4 橫線限位器5 U形鋼秤臺(tái)的傳感器支架6 縱向限位器7 混凝土基礎(chǔ)8 排水溝9 U形鋼秤臺(tái)10 縱向間隙11 橫向間隙 2 汽車衡傳感器的安裝 接線 3 秤臺(tái)的吊裝 二 汽車衡的調(diào)試 角差修正 壓角 任務(wù)四汽車衡的檢定 一 靜態(tài)檢定1 零點(diǎn)檢定將0 1e的砝碼逐一放在秤臺(tái)的中央 直至顯示器跳變1個(gè)最低位e 0 5e與所用0 1e的砝碼的累加值m0之間的差值即為零點(diǎn)誤差E0 即E0 0 5e m0 2 8 例如 m0 7 0 1e 7 0 1 10kg 7kg 則E0 0 5e m0 0 5 10kg 7kg 2kg 即 示值少了2kg 用標(biāo)準(zhǔn)砝碼檢定汽車衡的靜態(tài)誤差時(shí) 不應(yīng)大于汽車衡相應(yīng)稱量允許最大絕對(duì)誤差的1 3 2 靜態(tài)檢定點(diǎn) 分度值為3000的汽車衡的靜態(tài)測(cè)試點(diǎn)至少為以下5個(gè)點(diǎn) 最小稱量Min 1 6Max 50 Max 2 3Max 最大稱量Max 例如 若60t汽車衡的分度值為3000 則靜態(tài)測(cè)試點(diǎn)為0 30t 60t 允許最大絕對(duì)誤差的兩個(gè)誤差轉(zhuǎn)折點(diǎn) 500e 10kg 以及2000e 40t 二 動(dòng)態(tài)檢定 1 動(dòng)態(tài)稱量檢定做動(dòng)態(tài)檢定時(shí) 以汽車的靜態(tài)稱量值為標(biāo)準(zhǔn)值 再加上砝碼 作為臨時(shí)標(biāo)準(zhǔn)車的總重量 將標(biāo)準(zhǔn)車按典型運(yùn)行速度通過動(dòng)態(tài)汽車衡 進(jìn)行10次動(dòng)態(tài)試驗(yàn) 兩個(gè)方向 平均誤差不應(yīng)大于被檢汽車衡相應(yīng)動(dòng)態(tài)稱量允許最大絕對(duì)誤差的1 3 動(dòng)態(tài)檢定 續(xù) 檢定用的汽車除了雙軸剛性車輛外 還應(yīng)從下列三種車輛中至少選擇兩種車型 三軸 四軸固定結(jié)構(gòu)的車輛 具有三軸拖車的五軸 六軸懸掛結(jié)構(gòu)的車輛 雙軸 三軸車輛 加上一輛兩軸 三軸的掛車 2 偏載檢定試驗(yàn)車輛加載1 3最大稱量的載荷 分10次通過汽車衡 其中6次由承載器的中心通過 兩次由靠近承載器的左側(cè)通過 另外兩次由靠近承載器的右側(cè)通過 平均誤差不應(yīng)超過允許最大絕對(duì)誤差 3 重復(fù)性檢定在50 Max稱量點(diǎn)進(jìn)行重復(fù)性測(cè)試 每組至少重復(fù)測(cè)試3次 平均誤差不應(yīng)大于該稱量的允許最大絕對(duì)誤差 4 超載荷檢定將150 Max載荷車輛按額定速度駛過動(dòng)態(tài)汽車衡 共10次 零部件應(yīng)無損傷 顯示器的零位誤差不超過允許值 拓展閱讀皮帶秤 1 皮帶秤的結(jié)構(gòu) 圖2 36與皮帶秤配套的機(jī)械結(jié)構(gòu)1 驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)齒輪箱2 驅(qū)動(dòng)鏈條3 主皮帶輪4 裙邊皮帶5 下托輥6 測(cè)速裝置 角編碼器 7 承載托輥8 三輥式稱重橋架9 機(jī)架10 荷重傳感器 兩只 11 清掃裝置12 料倉13 出料口調(diào)節(jié)裝置14 物料 稱重托輥及稱重橋架 皮帶秤積算儀 3 皮帶秤的型號(hào)與主要技術(shù)參數(shù) 圖2 39皮帶秤的型號(hào)與含義目前常用的有ICS 17B ICS 20A等 17B 20A表示廠方自定標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量準(zhǔn)確度 通常有0 25 0 5 1 0 2 0 等 二 電子皮帶秤的應(yīng)用 圖2 40配料皮帶秤的工作原理1 主動(dòng)輪2 從動(dòng)輪3 角編碼器4 皮帶5 托輥6 秤架7 荷重傳感器 2只 8 落料斗9 物料VF 變頻器 2 利用皮帶秤檢測(cè)裝箱差錯(cuò) 圖2 41 1 前端輸送皮帶2 驅(qū)動(dòng)皮帶輪3 被檢測(cè)重量的紙箱4 皮帶秤5 推桿6 后端輸送皮帶7 從動(dòng)皮帶輪 休息一下 拓展閱讀網(wǎng)絡(luò)資料列表網(wǎng)址 或www sensor 現(xiàn)在時(shí)間是 03 43 2020年3月30日星期一 現(xiàn)在時(shí)間是 03 43休息一下