Dr.Brandt应变片式张力计测量原理及应用.pdfVIP

测量原理及应用 朱耀龙．徐雷，李毅．石洪波 (武汉钢铁公司工程技术集团计控公司，武汉430070) [摘要]文章首先从应变片式张力计的测量原理人手，然后对实际应用中的张力计进行了受力分析。在“炉区张力计 的由来”章节中讲述了炉区张力计与传统张力计在结构上的区别，并从力学的角度对其实际受力情况作了分析，说明 了这种张力计的优点。在“张力计实际应用”章节中，对Dr．Bran应变片式张力计的通用参数作了说明，并对相关的 专有名词进行了说明，从原理的角度对张力计的量程调整作了相应的公式推理，验证了计算结果与实际是相符的。 [关键词】张力计；应变片；传感器；灵敏度 以前接触过的张力计(或叫测力计)绝大多是 ABB、KELK的压磁式张力计，对其它类型的张力计 接触得相对要少一些。在武钢厂新建的退火线上接触 了另外一种比较常用的张力测量设备——应变片式张 力计。本文所提到就是Dr．Brandt公司的应变片式张 力计，它与以前接触过的压磁式张力计相比主要有两 点不同，首先其测量原理，其次是设计理念不同，它 采用了一种以前没有接触过的方式——安装四个张力 圈1 应变片测力原理示意图 传感器对带钢张力进行测量。本文就是从以上两个角 度人手对该张力计进行了探讨。 直方向的夹角或带钢与带钢间的包角，并通过计算。 l应变片式张力计测量原理 即可得到实际的带钢张力。 当一钢体材料受到外力F作用时，那么在其长度 以图2张力计为例，其中JB为带钢张力。Fmeas． ￡上将有一个(△L)微小的变化，它和力F成正比关为作用在张力计上的力，a为带钢与水平方向的 系。即Foc削儿，这就是胡克定律。 夹角： 假如把一个金属薄片电阻贴在受力的钢体上，当 左侧：B=Fmeas。／cosa 水平测量 钢体受力时产生变形，金属薄片电阻也随之发生形 右侧：B=Fmeas．／(1+sina)垂直测量 变，其电阻值也会发生变化。由电阻R=pL／$可知，3炉区张力计的由来 电阻值的大小与电阻的长度成正比与横切面成反比。 常用的张力计就是在辊子两侧的轴承座上各安装 如果R为应变片电阻，△尺为钢体尺寸改变址引起 一个张力传感器(或叫压头loadcell)。对于炉辊而言 的电阻的变化，有衄／R。c龇，所以F∞AR／R。应 炉温会使其受热膨胀发生形变，如果选用常规张力 变片式张力计就是借助这种对应关系来实现对力的 计，辊子膨胀形变所产生的力会作用到张力计上，那 测量。 么张力计所测量到得压力包括两个分力，一个是带钢 在实际运用中，使用了惠斯通电桥来测量电阻的 张力的分力，另一个就是辊子膨胀产生的分力，再通 变化，如图l所示。 过换算得到的张力就不在仅仅是带钢的张力了，其结 2张力换算方法 果就是影响到炉子张力控制，导致炉内带钢跑偏、瓢 在实际应用中，带钢运行方向会与水平或垂直方 曲，甚至断带。 向有一定的角度，张力计本身只能测量水平或垂直方 基于以上原因，Dr．Brandt公司应用了一个全新 向作用在辊子上的压力，再通过测量带钢与水平或垂 的测量方法，就是在炉辊的每一侧安装两个张力传感 【