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汽車稱重100噸電子地泵的組成及工作原理

  • 發(fā)布日期:2022/8/19      瀏覽次數(shù):1425
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    第一節(jié)  汽車衡器的組成及工作原理

    一、汽車衡器的工作原理

    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

    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。

    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。

    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)。

    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:第一個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?"代表最大稱量。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6-8U型縱梁,一根U型縱梁有2條直邊,相當于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*28*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)

    應(yīng)變電阻片。

    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。

    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)

    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,kgg)。

    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。

    靈敏度什睿捍 釁魘導識疃ㄊ涑鲇氡瓿貧疃ㄊ涑鮒 疃愿帽瓿貧疃ㄊ涑齙陌俜直取?/font>

    非線性:稱重傳感器進程校正曲線偏離直線的偏差。

    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。

    絕緣阻抗:傳感器的電路和彈性體之間的直流阻抗值。

    蠕變:在負荷不變的情況下,秤重傳感器輸出隨時間的變化。

    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。

    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:

    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?0%;

    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?0%?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

    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?shù)钠鸬踉O(shè)備(如手拉葫蘆、電動葫蘆等)

    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。

    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。

    盡量采用有自動定位(或自動復位)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。

    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。

    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?,最好放平后,再安裝傳感器。

    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

    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。

    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。

    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。

    所有通向顯示儀表或從儀表引出的導線,均應(yīng)采用屏蔽電纜,屏蔽線的連接及接地應(yīng)合理。

    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)安置風扇。

    3、注意事項

     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。

     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

         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,同時還能夠復位。

         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)。當調(diào)節(jié)盒內(nèi)某個可調(diào)電阻時,相當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。

    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。

    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,重復性好。

    輪輻式:高度低、精度高、抗偏心載荷和側(cè)向力強。

    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。

    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0.530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

    模擬式:輸出信號為模擬信號。

    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。