称重数字传感器 称重传感器是什么？PLC如何连接？怎样使用才能最精确？

称重传感器是什么？PLC如何连接？怎样使用才能最精确？

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重量是生活中一个重要的单位，那么在工业上它更是非常重要。

生产环节中加了多少公斤的原料，产生了多少公斤的废品等等等等，这些数据都是支撑着整个工厂良好运行的必要元素。

那么在工业上如何计算重量呢？

我们需要使用称重传感器

称重传感器的原理是在被测物体上的重力按一定比例转换成可计量的输出信号。

西门子称重传感器的测量采用应变式原理，应变片被固定在弹性体上。外力的作用导致弹性体产生形变，在弹性体上的应变片随之产生形变。由于应变片外部形状的变化，其电阻值也会相应发生变化。左上角和右下角应变片被压缩，电阻薄膜变短，阻值变小。右上角和左下角应变片被拉伸，电阻薄膜变长，阻值变大。对于每只称重传感器，至少4个应变片被连接在一起组成一个惠斯通电桥。当传感器受力导致应变片电阻发生变化时，电桥不平衡。 在激励电压不变的情况下，输出信号的大小与传感器受力成正比。

称重传感器一般可以连接PLC或者二次表进行示数。

常见的工业传感器分为四线制和六线制；

对于四线制传感器，只有下图黑色所示的四个电缆，其中EXC+和EXC-是称重模块给传感器的激励，SIG+和SIG-为称重传感器的输出；对于六线制传感器，会多出两根红色的线，SENSE+和SENSE-它们的作用是什么呢？这两根线是做补偿用的，当传感器和称重模块的距离较远时，这两根线会进行补偿，进而使得测量结果更精确一些。

在实际现场的使用中，因为工况比较复杂，使得称重传感器和称重模块之间的距离较远，称重模块给传感器的供电电压假设为6V，那么由于线路的损耗，该激励信号到达称重传感器时小于6V，在同样受力情况下，传感器的输出信号与供电电压成正比，所以称重模块通过一个高阻抗回路将传感器侧实际的供电电压反馈给称重模块，称重模块通过内部的比较器对输出的供电电压进行调节。 称重模块可以连接四线制和六线制传感器都可以。 如果连接四线制传感器，需要在接线盒或者称重模块侧将SENSE+与EXC+短接，SENSE-与EXC-短接。

对于工厂中使用PLC连接称重传感器，我们通常有两种方式去实现；

一 使用称重传感器加二次表加PLC的模拟量输入，为什么需要加二次表呢？因为传感器是由物体重量压弯而产生一个mv级电压信号，PLC无法直接读取，所以需要二次表进行转换，一说到转换大家都知道一定会有损耗，这个损耗其实不是很大，但是对于精确测量就会产生很大影响，我以前曾经做过10g精度的设备，这个损耗就是结果影响就很大了，所以这一方法的有点是便宜，对于PLC系统没有太大的要求，因为世面上98%的PLC都带模拟量输入功能。但缺点是无法应用在精度要求较高的情况下。

二 最精确的方法，也是最昂贵的方法，使用称重传感器加PLC称重模块进行测量

这种方式是最精确的，因为PLC连接自己的模块是没有损耗的，而且这种方式的读取速度也是非常快的，可以应用在各种复杂的场合中。

那么它的缺点是对于PLC系统有着很大要求，首先PLC需要使用带称重模块的，而一般称重模块的价格都比较高，而且使用一个新的称重系统以前需要对它进行校准，一旦称重传感器损坏了更换的话，也需要重新校准，而西门子的各个系列的称重模块的校准都不是很简单，需要一定的经验和技术，这个以后我们还会讲解的；所以这一技术不适合新手。

那么作为精确测量的单元，它的使用方法也必须注意，否则很有可能导致测量不准甚至损坏。

一 安装时需要非常注意，否则容易损坏传感器

称重传感器的弹性体的制作材料主要还是合金的铝材，所以出现任何一点震动导致的冲击或者是发生掉落的情况都会导致出现非常大的数据输出误差。比如一个量程为10kg的传感器，如果不小心给了它15kg左右的力，就有可能永久损坏它，因此，安装称重传感器一定要做到轻拿轻放。

二 安装时严格按照它的设计要求

根据设备的工艺，或者水平安装或竖直安装，但传感器的称重部分一定要与被测物体严密吻合，切称重部分和被测物体不能接触器其他着力点，否则会导致测量不准。

三 有时需要使用三个甚至多个传感器共同测量同一物体，这些传感器与称重装置的接触面必须水平，否则受力不均，影响测量结果，虽然轻微的水平面倾斜可以通过接线盒里的电阻调节，但调节能力有限，而且也不利于效称，所以安装时尽量保持水平。

其他注意事项；

一接线盒；在使用多个称重传感器时，接线盒是一个必要的工具，它可以将多组称重数据统一到一起，减少称重模块的工作量。

但是在使用过程中，它也是很容易出问题的。

首先要注意防尘放水防静电，其次在使用中要注意每一个端子的含义，切忌接错线。

二 电缆的连接和屏蔽

传感器的信号最终还是通过电缆进行传输，而且对于如此高精度的信号，有一点干扰都会导致数据的不稳定

因此连接时需要严格按照上图进行施工。

三 编程的注意事项，滤波是否可以使用？

在实际的工业现场会存在很多干扰，那么很多人都习惯使用程序手段进行滤波，但是对于称重也是可以使用的，但是需要注意的是；滤波会产生信号的滞后性，如果只是单纯的观察和测量则没有问题，但如果是计算或者是使用测量结果进行控制那么就会导致称重结果不准确，这里大家需要注意。

好吧，今天和大家讲一讲称重，以后会继续拓展讲一讲西门子不同系列的PLC连接称重传感器以及校称和编程，想学习PLC和自动化知识的朋友请不要错过了。

学习自动化我们是认真的。

什么是模拟称重传感器和数字称重传感器

称重传感器作为我们的众加利产品的重要电器件之一，我们国家的国标和检定规程均采用了OIML60R给出的定义是：考虑到使用地点的重力加速度和空气浮力的影响，通过把被测量（质量），转换成为另一种被测量（输出）来测量质量的力传感器。也就是说，称重传感器实质上是一个力传感器，它是把物体的重力测出来，然后考虑使用地点的重力加速度影响和空气浮力的影响后，求得物体的质量值的一种装置。

称重传感器根据各种形式的转换原理，以及可以基于多种物理现象和物理定律，就产生了各种名称的称重传感器。例如，电容式、振弦式、光栅式、电磁力平衡式、陀螺式、光纤式，电感式称重传感器等等。

目前市场上，以电阻应变片作为转换元件的称重传感器，称之为电阻应变式称重传感器，也是目前应用的最为广泛的一种称重传感器；我们公司的称重传感器，就是使用的这种称重传感器，它是由弹性体、电阻应变片、胶组成。弹性体在外力作用下，产生弹性变形，使得粘贴在它表面的电阻应变片，也随同产生变形；电阻应变片变形后，它的阻值将会发生变化（可能增大，也可能减小），再经适当的检测电路把这一电阻变化检出，并转换为相应的电信号（电压或电流）输出，从而完成了将物体的质量值变换为电信号的过程，就产生出模拟的电信号，为了提高称重传感器的性能，还必须加入必需的补偿元件及标准化元器件（如：零输出补偿，零点输出的温度补偿，灵敏度温度补偿）。

电阻应变式称重传感器中，采用的检测电路大多为变形的惠斯顿电桥；其工作原理简述如下：并请参看下图：

设：AC加激励电压Vi，从BD取得输出信号Vo；有图可知：

若惠斯顿电桥为等臂全桥，既各桥臂均由相同的电阻应变片充任。也就是说，当有R1=R2=R3=R4=R时，Vo=0；此时，我们称电桥平衡。

现假设各桥臂的阻值均从原阻值改变一个相等的量值△R，但R2和R4是增加△R，而R1和R3是减少△R，我们可得到

由此可见，上述电路把应变引起的阻值变化检测出来了，并按线性关系影响输出信号。

这种传感器输出的连续的毫伏电压信号，也就是我们所说的模拟称重传感器；

目前市场上的数字称重传感器，基本上绝大多数都是在这种传感器的基础上，增加了数字芯片线路板，把传感器输出的连续模拟电压或电流信号，经过线路板的芯片进行放大，滤波，把模拟信号转为数字信号，然后通过微处理器，进行线性进行补偿，还可以根据不同是线性差异，进行线性修正，就形成了现在的数字传感器，他输出的是高低电平信号，因此抗干扰能力强，传输距离远，可以进行存储。

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