電子地磅秤知識大全
電子秤磅秤知識大全
*篇 與衡器有關(guān)的物理常識
一、力的概念
Ø 凡是能使物體或粒子動量發(fā)生改變而獲得加速度或者使物體發(fā)生變形的作用就稱為力。
Ø 實踐證明：力對物體的作用效果取決于力的大小、方向和作用點，這三個方面稱為力的三要素。力的三要素中有一個改變了，力的作用效果也就隨著改變。
Ø 根據(jù)作用方式不同，力可分為：重力、彈性力、摩擦力、電力、磁力等。
Ø 牛頓三定律：如果物體沒有受到外力的作用，那么，這個物體就保持自己的靜止?fàn)顟B(tài)或勻速運動狀態(tài)；物體受到外力時，物體所獲得的加速度的大小與合外力的大小成正比，與物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向與合外力的方向相同；物體受到外力作用時，該物體同時向外力施加一個大小相等、方向相反的力，這個力叫反作用力，作用力與反作用同時產(chǎn)生、同時消失，在同一直線上，且大小相等、方向相反。
二、合力
當(dāng)物體受到幾個力作用時，可求出這樣一個力，這個力產(chǎn)生的作用與原來幾個力的共同作用相同，我們把這個力叫做那幾個力的合力。
三、質(zhì)量和重量
Ø質(zhì)量和重量的關(guān)系可以表示為：W=mg m：質(zhì)量 g：重力加速度
Ø 質(zhì)量與重量的區(qū)別：①重量是物體所受地球重力大小的量度，它是地球引力與因地球自轉(zhuǎn)而作用在物體上的慣性離心力合力的量度。質(zhì)量是物體所含物質(zhì)多少的量度。②物體在運動速度遠遠小于光速時，物體的質(zhì)量是個恒量，不受時間、地理位置變化的影響，只有大小，沒有方向，如天平、臺秤、地秤等衡量的結(jié)果是物體的質(zhì)量。重量則隨地理緯度和海拔高度而異，如彈簧秤衡量的結(jié)果是重量。
第二篇 汽車衡基礎(chǔ)知識
*節(jié) 電子汽車衡也可稱之為電子地磅的組成及工作原理
一、 汽車衡的工作原理
被稱重物或載重汽車停在秤臺上，在重力的作用下，秤臺將重力傳遞至傳感器，導(dǎo)致附著在傳感器上的彈性體發(fā)生變形，則彈性體應(yīng)變梁上的應(yīng)變電阻片及橋路失去平衡，輸出與重量數(shù)值成正比的電信號，經(jīng)線性放大器將信號放大，再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，由儀表內(nèi)的微處理機對重量信號進行處理后直接顯示重量數(shù)。配置打印機后，即可打印稱重數(shù)據(jù)；如配置計算機，可將計量數(shù)直接輸入稱重管理系統(tǒng)進行綜合管理。
二、 電子汽車衡器的組成
Ø 承重和傳力部分：將物體的重量傳遞給稱重傳感器的全部裝置，包括稱重臺面、吊掛連接單元、安全限位裝置、地面固定件和基礎(chǔ)設(shè)施等。
Ø 稱重傳感器：介于秤臺和基礎(chǔ)之間，將被稱物的重量轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號，經(jīng)信號電纜輸出至稱重顯示儀表進行稱量的測試。
Ø 顯示儀表：用以測量稱重傳感器輸出的電信號，經(jīng)對電信號處理后，以數(shù)碼形式輸出數(shù)據(jù)。
Ø 電源：主要指向稱重傳感器提供的橋路激勵電源和儀表線路工作的電源。
SCS系列電子汽車衡主要由秤臺、傳感器、連接件、限位裝置、顯示儀表及接線盒等零部件組成，還可以選配打印機、大屏幕顯示器、計算機和穩(wěn)壓電源等外部設(shè)備。限位器的作用主要是保證稱量結(jié)果準確、誤差小(即使有強烈沖擊或颶風(fēng)等橫向力的作用也能使秤安全工作)。限位器主要是防止秤臺橫向移動和左右晃動幅度。
三、電子汽車衡器的特點和主要用途
SCS汽車衡器與傳統(tǒng)的機械衡器、其它地上衡器相比，有很多顯著的優(yōu)點：如稱量迅速、準確、靈敏度高，數(shù)字顯示、直觀易讀，穩(wěn)定性、可靠性強，壽命長久，特別是在危險、惡劣環(huán)境下，更能體現(xiàn)電子衡器的作用。整個汽車衡器系統(tǒng)有穩(wěn)定可靠的高精度傳感器和智能化儀表顯示，儀表有高靈敏度、高分辨率、穩(wěn)定可靠、便于打印的優(yōu)點，如果與計算機、稱重軟件組成稱重管理系統(tǒng)，還能夠?qū)崿F(xiàn)稱重的遠距離傳輸、集中自動化管理。
SCS汽車衡的秤體系統(tǒng)也有很多優(yōu)點，比如：秤體重量輕(平臺為超薄型鋼結(jié)構(gòu))，便于安放、搬運，安裝調(diào)試和維護很方便，可以采用淺基坑和無基坑2種安裝形式，基礎(chǔ)施工投資費用低。
SCS汽車衡一般用于港口、機場、礦山、冶金、工廠企業(yè)等大宗載重貨物車輛的稱重計算。
四、型號規(guī)格
電子汽車衡通常用：SCS-×××表示，其中：*個S代表地上衡；C：代表傳力結(jié)構(gòu)—傳感器；第二個S代表數(shù)字顯示；后面的“×××”代表zui大稱量。比如：SCS-80，表示80噸的電子汽車衡。
五、汽車衡的功能介紹
(1)顯示功能
一般能顯示以下內(nèi)容：毛重、凈重、皮重、超載報警或顯示，有的衡器還可以顯示以下內(nèi)容：稱重次數(shù)、日期、時刻、車號、類別等。
(2)有處理功能
包括：分度值、分度數(shù)設(shè)定；量程設(shè)定；打印記錄等，有的汽車衡還可以根據(jù)用戶要求有皮重記憶、凈重分類及累計、日報打印單據(jù)、月報打印單據(jù)、金額計算、體積計算等處理功能。
六、 現(xiàn)代電子衡器的發(fā)展趨勢
稱重傳感器向高準確度、高穩(wěn)定性及環(huán)境適應(yīng)性更強發(fā)展，同時，使用方便、價格成本下降。微電子技術(shù)的應(yīng)用，使數(shù)據(jù)處理能力不斷增強，單臺秤的可靠性提高，同時形成分布式稱重集中數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，具有自適應(yīng)自診斷及對即將發(fā)生的故障具有預(yù)警功能的電子衡器也會出現(xiàn)。
第二節(jié) 秤體結(jié)構(gòu)
一、A型結(jié)構(gòu)采取框架型結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由直接外購的型鋼焊接而成，工藝簡單，成本較低，技術(shù)含量低，是一種不合理結(jié)構(gòu)。一般該種結(jié)構(gòu)采用縱向6根主梁組成，主梁與主梁之間間距較大，間距間的臺面無支撐點，車輛行駛時，必須嚴格沿著秤臺的中心線行使，保證車輪壓在內(nèi)主梁上，不能跑偏；如果車輛跑偏，車輪沒有壓到縱向承重梁上，秤臺表面會變形彎曲，導(dǎo)致開焊，影響秤重使用。特別是該秤不適用于地中使用。若在地中使用，車輛一旦橫向壓過，中心臺面就會立即下陷，秤臺變形。
二、B型結(jié)構(gòu)采用U型鋼做縱梁的結(jié)構(gòu)方式，該結(jié)構(gòu)縱向一般采用6-8根U型縱梁，一根U型縱梁有2條直邊，相當(dāng)于A型結(jié)構(gòu)的兩根縱梁，因此B型結(jié)構(gòu)的承重縱梁一般在6*2至8*2之間。他們之間的間距平均不大于30公分，遠遠小于雙排車輪的寬度，因此任何車輛在該秤臺上，無論橫向、縱向行駛，均不會將秤臺臺面壓陷，而且該結(jié)構(gòu)U型槽與臺面為滿焊工藝，從而使U型槽與臺面形成一種箱體結(jié)構(gòu)，使得車輛無論如何行駛，臺面均平整不會變形。
第三節(jié) 傳感器
一、稱重傳感器的結(jié)構(gòu)
Ø 應(yīng)變電阻片。
Ø 彈性體。彈性體的功能有2個：首先，它承受傳感器所受到的外力，對外力產(chǎn)生反作用力，達到相對靜平衡；其次，使附著在表面的應(yīng)變電阻片比較理想的產(chǎn)生變形。
Ø 檢測電路：功能是將電阻變化轉(zhuǎn)換為電壓輸出，檢測電路常用惠斯登電橋，因為惠斯登電橋具有很多優(yōu)點：可以抑制溫度變化的影響；可以抑制側(cè)向力干擾；可以比較方便的解決傳感器的補償問題等。
二、傳感器常用技術(shù)參數(shù)
Ø 額定容量：生產(chǎn)廠家給出的傳感器稱量范圍的上限值(單位是t，kg或g)。
Ø 額定輸出(靈敏度)加額定載荷和無載荷傳感器輸出信號的差值。由于傳感器的輸出信號與所加的激勵電壓有關(guān)，所以額定輸出的單位以Mv//V來表示，稱為靈敏度。
Ø 靈敏度允差：傳感器實際額定輸出與標稱額定輸出之差對該標稱額定輸出的百分比。
Ø 非線性：稱重傳感器進程校正曲線偏離直線的偏差。
Ø 輸出阻抗：電源激勵輸入端短路，傳感器未加載荷時，從信號輸出端測得的阻抗。
Ø 絕緣阻抗：傳感器的電路和彈性體之間的直流阻抗值。
Ø 蠕變：在負荷不變的情況下，秤重傳感器輸出隨時間的變化。
Ø 使用溫度范圍：傳感器在此溫度輸入阻抗：信號輸出端開路，傳感器未加負荷時，從電源激勵輸入端測得的阻抗值。
Ø 輸出阻抗：電源激勵輸范圍內(nèi)使用，其任何性能參數(shù)均不會產(chǎn)生*性有害變化。
三、傳感器選用的一般規(guī)則
1、結(jié)構(gòu)型式的選擇
選用何種結(jié)構(gòu)型式的傳感器，主要看衡器的結(jié)構(gòu)和使用的環(huán)境條件。如果制作低外形衡器，一般應(yīng)選用懸臂梁式或輪輻式傳感器；若對外形高度要求不嚴，則一般采用柱式傳感器；如果使用環(huán)境很潮濕或者有很多粉塵，則應(yīng)該選用密封較好的傳感器；如果在有爆炸危險的環(huán)境下使用，則應(yīng)選用安全度較高的傳感器；如果在高架稱重系統(tǒng)中使用，則應(yīng)考慮安全及過載保護；如果在高溫環(huán)境下使用，則應(yīng)選用有水冷卻護套的傳感器；如果在高寒環(huán)境下使用，則應(yīng)考慮使用有加溫裝置的傳感器。
在型式選擇中，還有一個要考慮的重要因素：維修的方便與否及所需費用，即一旦秤出了問題，是否能方便、迅速的獲得零部件，如果不能，說明選擇的傳感器型號不合適。
2、量程的選擇
秤的稱量值越接近傳感器的額定容量，則其稱量準確度越高，但在實際使用時，由于存在秤體自重、皮重及振動、沖擊、偏載等情況，因而不同的秤選用傳感器量程的原則不同，一般來說，遵循以下原則：
Ø 單傳感器秤：固定載荷(秤體、容器等的重量)+變動載荷(需稱量的載荷)≤傳感器額定載荷×70%；
Ø 多傳感器靜態(tài)秤：固定載荷(秤體、容器等的重量)+變動載荷(需稱量的載荷)≤傳感器額定載荷×70%×傳感器個數(shù)。
需要說明的是：首先，所選擇傳感器的額定容量應(yīng)符合傳感器供貨單位的標準，否則，選擇了非標準產(chǎn)品，不但價格高，而且損壞后難以更換；其次，在同一秤上，不允許使用額定容量不同的傳感器，否則該系統(tǒng)不能正常工作；再次，所謂變動載荷(需稱量的載荷)是指加于傳感器的真實載荷，若從秤臺到傳感器之間的力在傳遞過程中，受到外力的影響，則稱重不準確。
3、準確度的選擇
傳感器準確度等級的選擇，只要能夠滿足秤準確度等級的要求即可。即若2500分度的傳感器能滿足要求，切勿選用3000分度的。
四、傳感器的安裝、調(diào)試與維修
1、傳感器的安裝
Ø 要輕拿輕放，尤其是對于用鋁合金材料制造彈性體的小容量傳感器，任何沖擊、跌落，對傳感器本身的性能都會造成極大損害；對于大容量的傳感器，一般來說有較大自重，故而要求在搬運、安裝時，盡可能使用適當(dāng)?shù)钠鸬踉O(shè)備(如手拉葫蘆、電動葫蘆等)
Ø 水平調(diào)整：單個傳感器安裝底座的安裝平面要用水平儀調(diào)整水平；多個傳感器安裝底座安裝平面要盡量調(diào)整到一個水平面上(相對誤差在3-5毫米)，目的是使各傳感器承受的負載基本一致。
Ø 每種傳感器的受力方向都是確定的，使用傳感器時，一定要在受力方向上加載，橫向力、側(cè)向力等非受力方向上加載，應(yīng)避免。
Ø 盡量采用有自動定位(或自動復(fù)位)功能的傳感器，如含有球形軸承、關(guān)節(jié)軸承、定位緊固器等，這樣的傳感器可以防止某些橫向力作用在傳感器上。
Ø 傳感器周圍應(yīng)設(shè)置一些檔板，或者把傳感器罩起來，這樣可以防止因進入贓物、灰塵等使可動部分運動不爽造成的影響稱量精度的現(xiàn)象。判斷可動部分是否運動不爽，可以用以下方法：在秤臺上增加或減少千分之一的額定負荷，如果顯示儀表有反映，說明可動部分運轉(zhuǎn)正常。
Ø 傳感器雖有一定的過載能力，但在秤的安裝過程中，應(yīng)防止傳感器超載，即使是短時間的超載也會造成傳感器損壞，所以在安裝過程中，可以先用一個和傳感器等高度的墊塊代替?zhèn)鞲衅?，放平后，再安裝傳感器。
Ø 傳感器在使用中，應(yīng)注意以下問題：傳感器應(yīng)采用絞合銅線形成電器旁路，以保護傳感器免受電焊、電流或雷電的危害；避免接受強烈的熱輻射，尤其是單側(cè)的強烈熱輻射。
2、電氣連接
Ø 傳感器的信號電纜，不能和強電電源線或控制線并行布置(如不能把傳感器信號線和強電電源線及控制線放在同一管道內(nèi))，如果必須并行布置，那么線與線之間的距離應(yīng)保持在50厘米以上，并把信號線用金屬管套好。
Ø 傳感器信號線如果需要延長，應(yīng)采用特制的密封電纜接線盒，如果不用此種接線盒，而采用電纜與電纜直接對接的方式，則應(yīng)注意密封防潮，接好后應(yīng)檢驗絕緣電阻，且達到標準(2000-5000M)，必要時，重新標定傳感器。
Ø 若信號電纜線很長，又要保證很高的測量精度，應(yīng)考慮采用帶有中繼放大器的電纜補償電路。
Ø 所有通向顯示儀表或從儀表引出的導(dǎo)線，均應(yīng)采用屏蔽電纜，屏蔽線的連接及接地應(yīng)合理。
Ø 傳感器輸出信號讀出電路不應(yīng)和能產(chǎn)生強烈干擾的設(shè)備(如可控硅、接觸器等)及有很大熱量產(chǎn)生的設(shè)備放在同一箱體中，如果不能保證這一點，則應(yīng)考慮在它們之間設(shè)置障板隔離之，并在箱體內(nèi)安置風(fēng)扇。
3、注意事項
① 汽車衡在長期使用中，往往由于超載、沖擊等原因，造成傳感器塑性變形，影響計量準確度，所以需要更換傳感器。因為傳感器隨著額定載荷的增大，其輸出的微伏/分度信號是減少的，而不是增大，所以，在更換傳感器時，應(yīng)盡可能用和原來一樣載荷的傳感器。若想更換更大載荷的，就要注意顯示儀表量程是否可調(diào)，如果不可調(diào)，會因為額定載荷大而輸出的微伏/分度信號小不能滿量程輸出、顯示、撥碼調(diào)整達不到目的而不能使用；如果可以調(diào)整，則按說明書要求設(shè)定和調(diào)試，同時也不要使額定載荷過大，否則會因為輸出的微伏/分度信號過小，容易降低秤的靈敏度。
② 更換傳感器后要經(jīng)過檢定合格，才能使用。
五、傳感器的配套件
① 連接件：連接件是一個傳力裝置，作用是把外力傳遞到傳感器上，若傳感器受到的力不在其設(shè)計的承載主軸線上，它將會承受到該力產(chǎn)生的橫向分力的作用，這會導(dǎo)致0.3%的誤差產(chǎn)生，這個誤差是很大的。所以，一般要求連接件在受垂直力作用后能正確把外力傳遞到傳感器上，同時還能夠復(fù)位。
② 接線盒：接線盒是傳感器采用全并聯(lián)方式連接的一個配套件，其目的是使各傳感器的輸出信號相同。
我們知道：在有N個傳感器的秤上，各傳感器能全并聯(lián)工作的條件是：S1/R1=S2/R2…=SN/RN，其中：S是各傳感器的靈敏度，R是各傳感器的輸出阻抗，意思是各傳感器的靈敏度與其輸出阻抗之比相等時，各傳感器才能并聯(lián)工作。*，在傳感器的生產(chǎn)過程中，要使每只傳感器的靈敏度和輸出阻抗都相同，是很難的，所以只能在安裝現(xiàn)場進行微小的調(diào)整，這一工作就是在接線盒內(nèi)完成。
其實，接線盒相當(dāng)于一個無源電阻網(wǎng)絡(luò)，它為每個接進來的傳感器準備了一個精密的可調(diào)電阻，與傳感器的輸出端并聯(lián)。當(dāng)調(diào)節(jié)盒內(nèi)某個可調(diào)電阻時，相當(dāng)于改變了這只傳感器的輸出阻抗。這樣，就使得秤所使用的每只傳感器的輸出阻抗在一個小范圍內(nèi)可以調(diào)整，從而使的并聯(lián)工作的條件可以滿足，這就是接線盒的原理。
六、傳感器的分類
1、按結(jié)構(gòu)形式分類：柱式、橋式、輪輻式、懸臂梁式、板環(huán)式等。
Ø 柱式：特點是結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，易于加工，成本費用低，密封性能良好，對于潮濕環(huán)境很適用，可設(shè)計成壓式或拉式的，可以承受很大的載荷；其缺點是位移量小、靈敏度低。
Ø 橋式：傳感器彈性體為橋式，其兩端用兩只螺栓緊固到下面的支撐體上，其彈性體與支撐體之間有一間隙，為彈性體的受力變形空間。該類傳感器的特點如下：由于傳感器與秤體之間的連接為要求很低的間隙配合，所以安裝方便，維護簡單，重復(fù)性好。
Ø 輪輻式：高度低、精度高、抗偏心載荷和側(cè)向力強。
Ø 剪切梁式：該類傳感器有以下特點：輸出信號不受稱重點位置變化的影響；線性好、精度高；傳感器受拉伸與壓縮時，切應(yīng)力的幅度與分布基本相同，即傳感器的拉伸、壓縮靈敏度基本相同，所以特別適用于同時受拉和壓的測量；外形低、體積小、重量輕，易于安裝和維修；結(jié)構(gòu)簡單易于密封；抗側(cè)向力強。
Ø 板環(huán)式：特點是輸出靈敏度高、受力狀態(tài)穩(wěn)定、溫度均勻性好、結(jié)構(gòu)簡單、易于加工，可制成拉壓2種型號，對于0.5～30噸的拉壓方式稱重傳感器，這種方式是很好的。
目前，我公司采用的傳感器主要為橋式、柱式。
2、按傳感器輸出信號分類
Ø 模擬式：輸出信號為模擬信號。
Ø 數(shù)字式：輸出信號為數(shù)字信號。
新的傳感器在不斷涌現(xiàn)，以電阻應(yīng)變式稱重傳感器為主的局面在改變，特別是小稱量范圍內(nèi)的衡器，已經(jīng)使用更有*性的音叉振弦式傳感器替代電阻應(yīng)變式傳感器，成為十分有發(fā)展前景的新產(chǎn)品。它的優(yōu)點是：無需高穩(wěn)定度的激勵電源和A/D轉(zhuǎn)換器等電子線路，體積小，不要預(yù)熱，結(jié)構(gòu)緊密、快速響應(yīng)、批量生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)工具簡單。
第四節(jié) 儀表
一、儀表的作用
通過測量傳感器的變化(電壓或電流)，測量出秤臺上重物的重量，并以數(shù)字形式給出指示。
二、儀表的分類
1、A/D轉(zhuǎn)換稱重儀表：該類儀表全部采用高分辨率高速率A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換器，并針對不同的用戶需求提供不同功能各種全系列儀表，用戶可根據(jù)自己的需要，選出的產(chǎn)品。
2、數(shù)字稱重儀表：該類儀表配合數(shù)字式傳感器使用，內(nèi)置調(diào)校程序，可針對每一只傳感器進行調(diào)試，比傳統(tǒng)的調(diào)試方法更簡單更更。
