知識分享 | 如何正確地加載稱重傳感器?
正確地加載是獲得高精度稱重結果的前提。加載方向、支撐結構、安裝輔助裝置,都可能會對其造成影響。
稱重傳感器的加載方向
需要特別注意的是,稱重傳感器的負荷導入點,稱重傳感器和被測物之間,以及稱重傳感器和其接觸面之間,不作用于測量方向上的測量元件,會使測量結果產生誤差,也可能縮短稱重傳感器的壽命。稱重傳感器只作用于指定的負荷方向,在很多HBM稱重傳感器上,負荷方向以箭頭標示 (例如Z6,Z7和 HLC)。要盡量避免側向力和彎矩,以下是傳感器正確的負荷導入和錯誤例子:
稱重傳感器的支撐結構
壓式傳感器底部必須放置于平坦的能承重的基座上,此基座在負荷下不會變形。為使一均勻負荷從傳感器底部可靠地傳遞到基座,傳感器必須固定于堅固的基座上,對于平面支承的傳感器尤其必要。傳感器基座必須能承受與負荷相應的支承力。
盡管整體穩定,有時基座在負荷作用下也能強烈變形。由于這一變形可同時引起支承面的沉降,所以在此情況下必須保持所有基座的沉降大小相等,以避免傾斜,及由此產生的側向力。總的來說,剛性結構的基座優于柔性結構,軟結構的各處很難達到均勻下沉,且會造成整個結構的附加應力。
通常,剛性設計比柔韌設計更適合支撐結構。柔韌的設計使得很難實現所有支撐的均勻降低。張力也可能存在于整個結構中。
稱重傳感器的安裝輔助裝置
稱量容器或監控填充狀態時, 必須考慮由于溫度變化而產生的容器和支架的水平運動。剛性安裝附件阻止這一運動,最終產生水平側向力,致使產生測量誤差。這一作用力有時使傳感器損壞甚至完全斷裂。這種情況可能出現在負荷加載點處,偏心負荷或斜向負荷可能產生扭力和側向力,因此需選擇能 避免溫度變形或其它引起水平力的結構 。
使用安裝附件裝配傳感器的準則,能排除多方面的干擾。因而要求視應用而選擇具體的安裝附件。然而說到底,只有對稱重技術了如指掌的設計工程師才能確定測量過程中的干擾情況。因此對不同的傳感器結構,不光有廣泛的負荷導入方式,也需要進行多種安裝附件的選擇。
彈性支撐
典型的彈性支承體是許多重疊安置的鋼板和橡膠層,通過硫化過程互相連結的。很小的力也會使上面和下面的負荷表面平行移動。所以頂部支承板能避免側向力,而不產生傳感器下支承板附加力。以這種方式,可以在容器和稱重傳感器之間實現高達15mm的水平偏轉。彈性支撐允許這種偏轉,但最大偏轉會導致稱重精度明顯下降。當發生偏轉時,恢復力同時產生,使容器回到其原始位置。該力的作用與偏轉成比例,與負載無關。根據彈性支撐的類型,可以施加高達800N的力。
注意:由于待稱容器連接管道使彈性支撐在額定負荷時變形大約一個毫米,這已明顯地大于傳感器的實際變形量,若不予考慮會產生大的誤差。
盡管沒有使用傳統的支撐桿裝置,因此重心不穩時必須確保容器被結實固定。在容器稱量領域內,彈性支承體是能滿足低中精度要求的成本低廉和簡單的構件。
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