称重传感器基本原理--课件

传感器基本原理主讲：姬东方培训内容1.传感器的定义。2.传感器各个部分简介。3.传感器工作原理4.传感器的安装注意事项5.传感器的故障及排除传感器的定义广义上传感器是指：能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置。应变片式称重传感器：力的变化弹性体形变电阻变化电压变化传感器输入输出传感器各个部分介绍弹性体胶变形孔装配孔装配孔距补偿片应变片内引线板外引线传感器外观传感器内部传感器工作原理1.弹性体受力导致弹性体形变2.应变片电阻变化规律3.惠斯通电桥原理4.传感器工作流程传感器的工作原理1.弹性体受力导致弹性体形变。注意：任何微小的力都会导致受力方形变！A、D两点弹性体表面拉伸。B、C两点弹性体表面压缩。ABCDABCD传感器工作原理2.应变片电阻变化规律相同环境下电阻的计算公式：R=ρ*L/S其中，ρ是材料的电阻率。L是物体的长度。S是物体的横截面积结论：当一个质量恒定的物体在稳定的环境下。若长度变长，则横截面积减小（拉面原理）。根据R=ρ*L/S，则其电阻值变大。反之，电阻值变小。AB应变片拉伸，长度变长，横截面积变小，AB阻值变大AB应变片压缩，长度变短，横截面积变大，AB阻值变小传感器工作原理3.惠斯通电桥原理惠斯通电桥当在V+、V-端输入恒定桥压时S+、S-端的输出与R1、2、3、4阻值有关。ES+=UV*R2/(R1+R2)ES-=UV*R4/(R3+R4)US=(ES+)-(ES-)传感器工作原理4.传感器工作流程加载受力变化弹性体形状发生变化附着在弹性体上的应变片长度发生变化应变片电阻值发生变化惠斯通电桥桥臂阻值发生变化传感器输出发生变化称重传感器的精度等级准确度等级A级B级C级D级下限500005000500100上限不限100000100001000确定准确度等级的传感器最大分度数以1000为单位表示。如：C3表示3000个分度数的C级称重传感器。一般贸易计量中使用的传感器需要达到C3级。即是C级3000分度。检定分度值是指传感器的测量范围被等分成检定分度数的份数的质量值。传感器的灵敏度灵敏度2±0.002(mv/v)传感器在一定的供电条件下Uin（比如5VDC），载荷达到额定满量程（比如10kg）时的输出变化量Uout（比如10mV）与供电电压的比值如果在更换损坏的传感器时，也要找到灵敏度和量程相同的传感器，其它的指标可以忽略，只要这两项指标相同，就是不同厂家的传感器放在一起用也可以。传感器的安装注意事项一．称重传感器安装面与安装底座应保持水平，不偏斜。多称重传感器称量系统中相互安装面之间的水平差小于5mm，如果系统计量精度低的话（5/1000)，还可以放宽。称重传感器安装面需保持平整、光洁，安装面上不能有胶膜、毛刺、尖点等。故障隐患：称重传感器会产生扭力，计量不准确，承载孔与连接件表面产生磨损。称重传感器计量精度下降。二．安装面底座要牢固并保持一定的厚度。安装面的底座面积应大于称重传感器安装面积。故障隐患：安装底座会发生弯曲，计量不准确，甚至可能造成安全事故。称重传感器计量精度下降。三．安装、更换称重传感器时，须选择合适的力矩扳手，调整至称重传感器所紧固的力矩要求。故障隐患：力矩过松，导致称重传感器计量不准确，重复性不好。力矩过紧，导致称重传感器紧固螺拴拉伸、变形，起不到紧固作用四．安装称重传感器，选用规定等级的高强度螺栓进行紧固。需要安装垫圈的称重传感器，则需在螺栓上套上垫圈方可安装。在紧固螺栓前，需涂抹少许黄油，防止螺栓生锈及拆装方便。故障隐患：称重传感器紧固螺拴拉伸、变形，计量不准确，重复性差。计量精度下降。称重传感器拆装、更换不方便。五．严禁称重传感器电缆线在多称重传感器称量系统中，随意加长或剪短某一部分称重传感器电缆。在单称重传感器称量系统中，如安装条件允许，建议最好不要加长或剪断称重传感器电缆。故障隐患：剪短电缆后称重传感器灵敏度变化，导致角差偏大甚至无法调整。屏蔽线不连接或不合理，易受到周围其他强电设备干扰。六．称重传感器安装时，严禁采用电焊方式。称重设备需要电焊时，最好将称重传感器取下与设备分离。如称重传感器不能与设备分离，电焊前需确保设备有良好接地。故障隐患：如果有大电流通过称重传感器会导致内部电路或电子元器件烧毁。传感器故障造成衡器故障的现象1.空载或称重过程中,显示数据不稳定、跳变。2.零位漂移。3.加载后无显示。4.空载时显示数据过大。5.称重后不回零。6.重复性、线性、灵敏度差。传感器故障检测方法和步骤首先，在从称重系统中拆除称重传感器前应该仔细慎重地判别系统的结构和传感器是否存在下列问题：1）检查是否是系统传力故障，可能由于灰尘，机械部位未对准，元件传力延缓等原因，而非称重传感器故障；2）检查系统在传力部位是否有损伤，锈蚀或者明显的磨损；冬季应注意传感器传力部位是否有结冰现象，影响系统的传力和复位；传感器故障检测方法和步骤3）检查系统的限位装置是否工作，其间隙是否符合要求；4）检查传感器电缆线与接线盒和显示仪表连接是否正确，有无断线或连接导线接触不良的情形；重点检查总线九芯插头及接线盒内的接线可靠性。5）检查接线盒和称重仪表是否有故障，尤其是接线盒中电位器和接线端子的情况。6）检查称重传感器是否锈蚀（特别是贴片孔区域）；传感器电缆线的完整性；传感器电缆线入口处的环境等。传感器故障检测方法和步骤常用的检测方法：1.阻抗判断法：切断工作电源，逐个将传感器的输出、输入线拆开，若用万用表测量输出、输入阻抗和信号电缆各芯与屏蔽层的绝缘性能下降，即可判断出该只传感器有故障。2.输出信号判断法：如果采用阻抗法无法检测出传感器的好坏，可采用此法作进一步地检测。给称重仪表送电后，逐个将传感器的输出线拆掉，需要注意的是在拆线过程中要特别小心操作以防触电，且不可将输出线与输入激励线短路，在空载情况下，用万用表直流mV档测其mV值。传感器故障检测方法和步骤3.排除法：如上两种方法无法检测出故障传感器可用此法。将所有传感器的连线拆掉，用模拟器通过接线盒向显示器加入信号，如电子秤显示正常，可将传感器逐只与模拟器并联接入，观察显示情况，接入某只后显示不稳定，则该只为故障传感器。也可采用在通电情况下，逐个拆下传感器的方法，当拆下某只传感器、显示正常了，那么刚拆下的那只传感器就有故障。