角差传感器 数字称重传感器的角差调整

数字称重传感器的角差调整

电阻应变式称重传感器是基于这样一个原理：弹性体（弹性元件，敏感梁）在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在它表面的电阻应变片（转换元件）也随同产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变化（增大或减小），再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成了将外力变换为电信号的过程。

由此可见，电阻应变片、弹性体和检测电路是电阻应变式称重传感器中不可缺少的几个主要部分。下面就这三方面简要论述。

一、电阻应变片

电阻应变片是把一根电阻丝机械的分布在一块有机材料制成的基底上，即成为一片应变片。他的一个重要参数是灵敏系数K。我们来介绍一下它的意义。

设有一个金属电阻丝，其长度为L，横截面是半径为r的圆形，其面积记作S，其电阻率记作ρ，这种材料的泊松系数是μ。当这根电阻丝未受外力作用时，它的电阻值为R：

R = ρL/S（Ω） （2—1）

当他的两端受F力作用时，将会伸长，也就是说产生变形。设其伸长ΔL，其横截面积则缩小，即它的截面圆半径减少Δr。此外，还可用实验证明，此金属电阻丝在变形后，电阻率也会有所改变，记作Δρ。

对式（2--1）求全微分，即求出电阻丝伸长后，他的电阻值改变了多少。我们有：

ΔR = ΔρL/S + ΔLρ/S –ΔSρL/S2 （2—2）

用式（2--1）去除式（2--2）得到

ΔR/R = Δρ/ρ + ΔL/L – ΔS/S （2—3）

另外，我们知道导线的横截面积S = πr2，则 Δs = 2πr*Δr，所以

ΔS/S = 2Δr/r （2—4）

从材料力学我们知道

Δr/r = -μΔL/L （2—5）

其中，负号表示伸长时，半径方向是缩小的。μ是表示材料横向效应泊松系数。把式（2—4）（2—5）代入（2--3），有

ΔR/R = Δρ/ρ + ΔL/L + 2μΔL/L

=（1 + 2μ（Δρ/ρ）/（ΔL/L））*ΔL/L

= K *ΔL/L （2--6）

其中

K = 1 + 2μ +（Δρ/ρ）/（ΔL/L） （2--7）

式（2--6））说明了电阻应变片的电阻变化率（电阻相对变化）和电阻丝伸长率（长度相对变化）之间的关系。

需要说明的是：灵敏度系数K值的大小是由制作金属电阻丝材料的性质决定的一个常数，它和应变片的形状、尺寸大小无关，不同的材料的K值一般在1.7—3.6之间；其次K值是一个无因次量，即它没有量纲。

在材料力学中ΔL/L称作为应变，记作ε，用它来表示弹性往往显得太大，很不方便：常常把它的百万分之一作为单位，记作με。这样，式（2--6）常写作：

ΔR/R = Kε (2—8)

二、弹性体

弹性体是一个有特殊形状的结构件。它的功能有两个，首先是它承受称重传感器所受的外力，对外力产生反作用力，达到相对静平衡；其次，它要产生一个高品质的应变场（区），使粘贴在此区的电阻应变片比较理想的完成应变枣电信号的转换任务。

以称重传感器的弹性体为例，来介绍一下其中的应力分布。

设有一带有肓孔的长方体悬臂梁。

肓孔底部中心是承受纯剪应力，但其上、下部分将会出现拉伸和压缩应力。主应力方向一为拉神，一为压缩，若把应变片贴在这里，则应变片上半部将受拉伸而阻值增加，而应变片的下半部将受压缩，阻值减少。下面列出肓孔底部中心点的应变表达式，而不再推导。

ε = （3Q（1+μ）/2Eb）*（B（H2-h2）+bh2）/ （B（H3-h3）+bh3） （2--9）

其中：Q--截面上的剪力；E--扬氏模量：μ—泊松系数；B、b、H、h—为梁的几何尺寸。

需要说明的是，上面分析的应力状态均是“局部”情况，而应变片实际感受的是“平均”状态。

三、检测电路

检测电路的功能是把电阻应变片的电阻变化转变为电压输出。因为惠斯登电桥具有很多优点，如可以抑制温度变化的影响，可以抑制侧向力干扰，可以比较方便的解决称重传感器的补偿问题等，所以惠斯登电桥在称重传感器中得到了广泛的应用。

因为全桥式等臂电桥的灵敏度最高，各臂参数一致，各种干扰的影响容易相互抵销，所以称重传感器均采用全桥式等臂电桥。

称重传感器的测试流程，称重传感器的电压输出范围为0～30mV，检测标准主要有：未受力的零点电压U0≤5mV；20min前后输出电压变化范围和受力过程中最大电压和最小电压变化不超过0.006mV,即Uoe-U0≤0.006mV,Umax-Umin≤0.006mV；受力过程中输出电压每间隔5min的变化不超过0.003mV。整个测试过程中所有输出电压符合以上测试标准，则说明传感器精确度达到要求，性能良好；否则，传感器不能准确反映出所受压力，线性误差大，传感器不合格。

称重传感器类型：

称重传感器有多种类型，以适应不同的应用。常用的包括：

单点称重传感器：一般用于平台秤，其放置在重物的下方。

弯曲梁称重传感器：多个称重传感器放置在钢结构下方，并从上方加载重物。

压向力传感器：多个大量程称重传感器放置在钢结构下方，并从上方加载重物。

拉向力称重传感器：重物悬吊在一个或多个传感器下方。

称重传感器还有其他特性，如特殊结构或特性等，这取决于不同的应用，例如，如果系统需要每天彻底清洁。称重传感器需要更高的防护等级和密封性等。

称重传感器也可以根据信号传输的类型进行分类：数字称重传感器内置电子元件，用于处理测量结果并显示和传输。对于模拟称重传感器，则需要附加设备；

为什么要校准称重传感器？

称重传感器是用于测量多个不同应用中的重量或力的设备。称重传感器本身是一个传感器，用于将力转换为电信号。此信号通常只有几毫伏，需要放大才能使用。大多数称重电池使用应变片技术。这项技术非常成熟，已经证明了40多年。

称重传感器经常用作称重系统的一部分，因为它们提供非侵入性、高精度的负载测量数据，正确安装和校准的称重传感器通常达到0.03至1%左右的精度（取决于称重传感器类型）。这些系统对许多工业部门至关重要，包括航空航天、海洋、船舶、重型起重和汽车。产品责任和安全问题要求力测量明显准确，这通常是通过国家标准校准实现的。这种对国家标准的可追溯性通常也是符合ISO9000的要求，因此公司程序将指定校准时间表和维护适当的记录，作为其质量管理体系的一部分。

由于所有称重传感器都因使用、虐待、漂移或老化而变质，因此应定期进行校准，以确定称重传感器当前的性能，无论公司是否拥有质量管理体系。由于电气影响、机械效应、仪表故障和电缆松动等，负载单元也会变得不那么可靠。未能检查或清洁称重电池是可能导致操作问题的另一个重要因素，因为颗粒物即使在清洁环境中也可以在称重电池周围积聚。除非定期进行校准，否则负载测量读数可能会越来越不准确，用户可能不知道他们使用的是有缺陷的数据。

数字称重传感器的角差调整 ：

称重传感器安装好以后要进行角差调试。模拟式称重传感器的角差调试是一件非常繁琐事，由于每个称重传感器的输入输出电阻阻值不一致、零点输出不一致、灵敏度不一致，调整时又会相互影响。因此，对于没有一定实践经验的人来说，调试起来难度很大，花费的时间也很长。而数字称重传感器的调整就非常方便，即使有误差，调整时也不会相互影响，具体的角差调试方法如下：

1：设置仪表相关参数，如分度值、称重传感器个数、量程等等。

2：空秤台置零。

3：把砝码放在秤台中间进行标定、标定后显示的总重量值就是调角差的参考值。

4：校角差一般从1号角开始进行，然后安顺序一直校到最后一个角。比如用2吨砝码放到一号角后，观察仪表读数，如果大于2吨则把仪表中对应的角差系数变小，但不能直接测量正弦电压之间的相位关系；如果小于2吨则把角差系数变大。每一个称重传感器在仪表中都有一个对应的角差系数可供用户修改。

HBM传感器C16I3C340T：称重传感器怎么调整四角误差

称重传感器 四角误差的调整是确保称重设备准确性的关键步骤，这通常涉及到传感器校准和系统参数的设置。以下是一个详细的介绍，说明如何调整称重传感器的四角误差:

1.准备工作:

确保称重平台水平准确，这是调整四角误差的基础。将满量程的重物放置在称重平台上几次，以使平台的每个部分都得到稳固。

2.初步标定:

在称重平台上加上一定的砝码进行初步标定。标定完成后，移除砝码，准备进行四角误差调整,

3.四角误差检查:

使用适量的砝码分别放置在每个角上，检查显示值与实际值之间的误差通常，我们会关注基本误差是否在可接受的范围内(例如1d以内)。

4.调整角系数K值:

如果显示值大于实际值，需要减小对应传感器的角系数K值。如果显示值小于实际值，则需要增加对应传感器的角系数K值。

5.砝码放置:

砝码应直接放置在传感器的正上方。调整时，观察称重显示器的变化，以此判断系数调整的方向

6.系统参数设置:

大多数称重仪表都允许用户输入或调整四角误差值.根据实际的误差情况，输入相应的角系数值。

7.最终标定:

调整完毕后，重新进行标定，确保所有参数正确无误，标定完成后，再次检查四角误差，确保已达到满意的结果。

8.数字式传感器的优势:

数字式称重传感器由于其独立性，通常角差的调整更加方便，每个传感器都可以独立调整，不会相互影响。

9.模拟式传感器的调整:

模拟式传感器的调整可能更加复杂，因为它们通常共享信号路径，调整一个传感器可能会影响其他传感器,

10.注意事项:

在调整过程中，确保所有操作符合设备制造商的指导和规范定期检查和调整四角误差，以保证称重设备长期稳定运行。

通过以上步骤，可以有效地调整称重传感器的四角误差，确保称重系统的准确性和可靠性。

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