稱重傳感器就是將衡器的承載力正確地測量、并完整地輸送到稱重儀表中去，如果在設(shè)計(jì)過程中對(duì)稱重傳感器，特別是數(shù)字式稱重傳感器的一些基本參數(shù)；使用過程中不能全面考慮到環(huán)境的溫度、濕度影響；在安裝過程中不能正確執(zhí)行工藝文件；就會(huì)直接影響到整臺(tái)衡器的計(jì)量性能。
【關(guān)鍵詞】 稱重傳感器；數(shù)字式稱重傳感器；熱脹冷縮；靈敏度；安裝；防護(hù)
目前我們遇到一些電子汽車衡的質(zhì)量問題，雖然從直接現(xiàn)象看是承載器的問題，深究其原因是一個(gè)稱重傳感器的選擇不當(dāng)問題。電子衡器的普及在我國已經(jīng)有二十多年的時(shí)間了，稱重傳感器的選用看起來是一些非常普通的常識(shí)，而這些常識(shí)就影響了衡器的整體性能。為此，我在過去多年內(nèi)根據(jù)個(gè)人在使用稱重傳感器的實(shí)踐中的體會(huì)，寫了“稱重傳感器準(zhǔn)確度比較”、“對(duì)稱重傳感器防護(hù)要求的認(rèn)識(shí)”、“如何正確使用稱重傳感器”、“數(shù)字式稱重傳感器使用的注意事項(xiàng)”、“數(shù)字式電子衡器之我見”等多篇有關(guān)文章，這次結(jié)合近年來多次參加培訓(xùn)班講課時(shí)學(xué)員的反映，將認(rèn)為容易出現(xiàn)問題的和經(jīng)常發(fā)生的一些知識(shí)，和個(gè)人的一些新的體會(huì)，整理匯集在這里供大家參考。
一、熱脹冷縮影響
對(duì)于以前汽車衡承載器的長度在12~14m的情況下，承載器的熱脹冷縮不是一個(gè)突出的問題，但是當(dāng)承載器的長度達(dá)到18m以上后，就成為一個(gè)不容忽視的問題了。固然對(duì)承載器限位裝置的設(shè)計(jì)產(chǎn)生一個(gè)的影響，但是對(duì)如何選擇稱重傳感器產(chǎn)生的影響就更大。我們知道，由于稱重傳感器結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)所確定，金屬的線膨脹系數(shù)：溫度范圍20～100℃（如果實(shí)際使用范圍為60℃時(shí)），碳鋼10.6～12.2/10-6℃-1（選用11.4/10-6℃-1），對(duì)于一臺(tái)長18m的汽車衡來講，其變化應(yīng)為：18000mm×60×11.4/10-6=12.312mm。
這樣就出現(xiàn)兩個(gè)問題：
一個(gè)是，承載器與兩端通道的間距問題；
一個(gè)是，稱重傳感器的抗偏載性能問題。
1、間距
這個(gè)間距不是承載器限位間隙，承載器的限位間隙是可調(diào)節(jié)的，而這里所講的這個(gè)間距是不可
第十一屆稱重技術(shù)研討會(huì)論文集
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稱重科技 2012.5·南京
調(diào)節(jié)的，是在制造基礎(chǔ)時(shí)就已經(jīng)固定的了。所以一定需要在制造基礎(chǔ)時(shí)，考慮到使用現(xiàn)場可能的溫度范圍，及可能造成的熱脹冷縮承載器長度變化，兩端間距的總尺寸一定要大于熱脹冷縮的變形量。
2、稱重傳感器的抗偏載性能
目前電阻應(yīng)變式稱重傳感器的抗偏載性能排列次序?yàn)椋?br />柱式→圓筒式→蝶式→平行梁式→懸臂梁式→橋式→輪輻式（當(dāng)然對(duì)于柱式雙膜片稱重傳感器來講，比普通單膜片結(jié)構(gòu)要好一些；雙球面結(jié)構(gòu)的比單球面結(jié)構(gòu)的要好一些）。
這里必須注意以上只是從外形上辨別的，從結(jié)構(gòu)原理上的排列次序?yàn)椋?br />柱式正應(yīng)力→梁式正應(yīng)力→單剪應(yīng)力→雙剪應(yīng)力。
從以上抗偏載性能的排列次序可以清楚地看出，在使用柱式結(jié)構(gòu)的稱重傳感器時(shí)應(yīng)該注意熱脹冷縮的問題，比如所選用的產(chǎn)品其規(guī)定的偏載角度是多少？是否能夠滿足稱量性能的要求？
有的制造企業(yè)在產(chǎn)品樣本上介紹，其生產(chǎn)的柱式稱重傳感器性能范圍在3°之內(nèi)能夠保證計(jì)量性能，這是一種負(fù)責(zé)任企業(yè)的表現(xiàn)。但是，我不知他們是如何測試出來的，因?yàn)閾?jù)我淺顯的知識(shí)所了解，在帶一定斜度的工作臺(tái)上進(jìn)行稱重傳感器的測試是非常危險(xiǎn)的。
二、zui大秤量影響
1、靈敏度影響問題
（1）目前常用的稱重傳感器當(dāng)中，其靈敏度通常為2mV/V。雙剪切梁式（橋式）結(jié)構(gòu)、單剪切梁（懸臂式）結(jié)構(gòu)、平行梁結(jié)構(gòu)的靈敏度通常為2mV/V，柱式結(jié)構(gòu)的靈敏度通常為1mV/V，另有一小部分懸臂梁結(jié)構(gòu)、S型的靈敏度為3mV/V。
動(dòng)態(tài)電子軌道衡在稱量過程中因?yàn)橛休^大的沖擊載荷，所以使用靈敏度指標(biāo)是1mV/V的，zui大秤量為20噸的柱式稱重傳感器產(chǎn)品；一般靜態(tài)稱量用的衡器，如，汽車衡、平臺(tái)秤等產(chǎn)品，由于相對(duì)沖擊載荷較小，使用靈敏度2mV/V的稱重傳感器；一些采用杠桿系統(tǒng)的，或者一些不易產(chǎn)生偏載影響的料斗秤、稱量液態(tài)物質(zhì)的衡器，可以使用靈敏度3mV/V的稱重傳感器。
（2）可能有的朋友要講，在R76-1《非自動(dòng)衡器》建議（2006版）中，對(duì)非自動(dòng)衡器模塊兼容性核查時(shí)，針對(duì)不同結(jié)構(gòu)的衡器只是給出了一個(gè)修正系數(shù)Q，根本就沒有考慮稱重傳感器的“靈敏度”問題，你在這里是否也在故弄玄虛？
實(shí)際上，同樣兩個(gè)zui大秤量一樣的稱重傳感器，如果一個(gè)靈敏度為1mV/V，而另一個(gè)靈敏度為2mV/V，那么其使用情況是*不一樣的。因?yàn)橄鄬?duì)來講，兩者之間實(shí)際載荷能力相差一半左右。換句話講，如果兩者靈敏度相當(dāng)，則靈敏度為1mV/V的稱重傳感器比靈敏度為2mV/V的稱重傳感器負(fù)載能力大一倍。
2、交變應(yīng)力影響
許多衡器產(chǎn)品都是在動(dòng)載荷作用下工作的，很少有衡器是在靜止稱量的，所以在選擇稱重傳感器時(shí)，一定要考慮沖擊作用力的影響，在設(shè)計(jì)選擇稱重傳感器是留有一定的安全余量。但是，像汽
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稱重傳感器與稱重儀表篇
車衡、軌道衡等一些衡器，其不但受到?jīng)_擊載荷的影響，還受到交變作用力的影響，這些交變作用力對(duì)稱重傳感器的破壞力，在某些環(huán)境下對(duì)一些產(chǎn)品結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的破壞力有時(shí)大于瞬時(shí)作用力，在這樣作用下產(chǎn)生的破壞被成為“疲勞破壞”，與靜載荷下的破壞迥然不同，其破壞時(shí)應(yīng)力低于材料的強(qiáng)度極限，甚至低于屈服極限。
三、安裝影響
1、固定稱重傳感器的螺栓對(duì)安裝力矩的要求
稱重傳感器安裝的緊固力度如何，是保證其使用中的邊界條件是否能穩(wěn)定的前提。裝配時(shí)緊固力度太大，有可能將緊固螺栓扭斷；緊固力度較小，有可能達(dá)不到安裝要求。稱重傳感器不論是安裝在承載器上，還是安裝在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上，都必須達(dá)到在重量對(duì)承重點(diǎn)作用后，其固定點(diǎn)不會(huì)發(fā)生松動(dòng)，所以固定點(diǎn)選用的螺栓材質(zhì)、直徑和預(yù)緊力矩都有嚴(yán)格的要求。力矩T = k•d•F（其中k=0.2）見下表1。
表1 螺栓預(yù)緊力與其強(qiáng)度和規(guī)格的關(guān)系（F單位為kg）
直徑
預(yù)緊力F
強(qiáng)度
M8
M10
M12
M16
M20
M24
M27
M30
M36
5.6級(jí)
1020
1620
2360
4400
6860
9880
12900
15700
19400
普通
6.8級(jí)
1610
2550
3710
6900
10800
15500
20200
24700
35900
8.8級(jí)
2120
3360
4890
9110
14700
21200
27500
33700
49000
高強(qiáng)度
10.9級(jí)
3040
4810
7000
13000
20300
29300
38100
46600
67800
例如，選用10.9級(jí)M24的高強(qiáng)度螺栓，
旋轉(zhuǎn)力 ••0.22429300140640140TkdFkgmmkgmmkgm==××⋅=⋅≈⋅
2、安裝力矩對(duì)稱重傳感器應(yīng)力的影響
對(duì)于某些結(jié)構(gòu)的稱重傳感器來講，由于其應(yīng)變區(qū)與安裝位置間隔比較近，在設(shè)計(jì)時(shí)又沒有考慮隔離區(qū)，所以用于固定稱重傳感器的作用力如果處理的不合適，將會(huì)影響稱重傳感器的正常輸出信號(hào)。比如，電子計(jì)價(jià)秤使用的“平行梁式”稱重傳感器，其偏載誤差都是在安裝結(jié)束后再修正，因?yàn)楣潭ǚQ重傳感器的螺釘位置與應(yīng)變片粘貼位置同側(cè)面，且距離比較近，如果設(shè)計(jì)在兩端的效果就會(huì)好的多。80年代引進(jìn)美國的吊秤中使用的稱重傳感器在固定位置與應(yīng)變區(qū)之間設(shè)計(jì)了一道隔離槽，就是為了減少安裝力矩對(duì)計(jì)量性能的影響。
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