电子称重系统受压力影响的解决方法探讨

    随着技术的进步,由称重模块为核心的电子称重系统已广泛地应用到各行各业,实现了对设备物料的快速、准确的称产过程自动化程度化的不断提高,称重系统已成为过程控制中的一种必需的装置,从以前不能称重的大型罐、料斗等重量计测到混合分配多种原料的配料系统、生产工艺中的自动检测和粉粒体进料量控制等,都应用了称重系统,目前,称重系统几乎运用到了所有的称重领域。本文就常用的电阻应变式称重模块构成的称重系统进行探讨。

    1 称重原理

    1 . 1 称重模块

    根据称重模块在实际应用中受力特点,称重模块分为两种,静载称重模块与动载称重模块。静载称重模块适用于只受垂直作用力的场合。如槽罐、储料斗的重量检测。动载模块适用于作用力较明显的场合。如平台、生产线、传送带的重量检测。

    称重模块是一种新型的称重元件,它将称重传感器、负荷传递装置和安装连接件等部件组合在一起,可以非常方便地和各种形状的机械装置相连接,如滚道、平台、立罐、槽罐、料斗等。以称重模块为核心的电子称重系统既可以保证称重的精度高,长期稳定性好的特点,又解决了因安装不当而造成的称重误差。使用称重模块的系统在理论通常上能达到优于万分之五的测重精度。

    1 . 2 电子称重系统组成

    电阻应变式称重模块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, 使粘贴在他表面的电阻应变片(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模块中不可缺少的几个主要部分。

    以一个典型的化工料罐为例,安装在料罐底部的称重模块将料罐的重量信号传至接线盒。接线盒中并联各路称重模块信号,并可根据各称重模块受载情况调节角差,经过汇集后的重量信号送至重量变送器。重量变送器将重量信号处理成相应的重量数据输出至控制系统。

    如图1 所示, 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。在所加桥压U不变的情况下,传感器输出信号与作用在传感器上的重力和供桥桥压成正比, 而且, 供桥桥压U 的变化直接影响电子称的测量精度, 所以要求桥压很稳定。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模块的补偿问题等, 所以惠斯登电桥在称重模块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, 所以称重模块均采用全桥式等臂电桥。