称重传感器设计课程设计论文,三篇连载.doc

自动检测技术及仪表课程设计报告 题目：称重式传感器 学院:信息工程与自动化学院 专业：测控 年级：2006 姓名：徐文龙 学号：200610402102 2010年5月10日 设计类容摘要： 称重传感器的基本知识 称重传感器的工作原理 SBC悬臂梁称重传感器的测量原理 SBC悬臂梁称重传感器的构造原理 称重传感器参数 工作电路原理图 使用注意事项 选用称重传感器 称重传感器小知识 十、总结体会 十一、参考资料 内容： 随着技术的进步,由称重传感器制作的电子衡器已广泛地应用到各行各业,实现了对物料的快速、准确的称量，特别是随着微处理机的出现，工业生产过程自动化程度化的不断提高，称重传感器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、料斗等重量计测以及吊车秤、汽车秤等计测控制，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，都应用了称重传感器，目前，称重传感器几乎运用到了所有的称重领域 宣威火力发电厂称重式给煤机，属于称重式给煤机。在主传动装置的从动轮处安装有测皮带张力的装置，称重传感器与称重托辊直接连接，在给煤机进料口缓冲托辊下装有料仓煤位检测装置。该称重给煤机上装有专用的料仓煤位检测装置，测量料位准确；称重传感器与称重托辊直联，可提高传感器的使用精度；手动挂码检验方便，精度高；在输送机尾部安装一个测皮带张力装置，可以测出由于热胀冷缩而引起的皮带松紧程度，然后通过仪表对称重精度进行补偿，可以提高称量精度；给煤机上装有料仓煤位检测装置，在料仓下检测煤位，可以准确知道料仓的煤位；称重托辊与称重传感器直接相联，可提高称量精度；方便的手动挂码校验，校验准确。这种火力发电厂称重式给煤机，它包括壳体、主传动装置、皮带、清扫装置和称量装置，其特征在于：在主传动装置的从动轮处安装有测皮带张力的装置，称重传感器与称重托辊直接连接，在给煤机进料口缓冲托辊下装有料仓煤位检测装置。这种传感器就是SBC悬臂梁称重传感器 。 一、称重传感器的基本知识 1.定义：考虑到使用地点的重力加速度（g）和空气浮力（f）的影响后，通过把其中一种被测量（质量）转换成另外一种被测量（输出）来测量质量的力传感器。 被测量（质量） 称重传感器 输出 2.组成 敏感元件+传感元件+测量电路 其中：敏感元件——电阻应变计； 传感元件——弹性体； 测量电路——惠斯通电桥 二、电阻应变计工作原理 以金属材料为转换元件的电阻应变计，其转换原理是基于金属电阻丝的电阻——应变效应。所谓应变效应是指金属导体（电阻丝）的电阻值随变形（伸长或缩短）而发生改变的一种物理现象。如下图所示： 1.受力前（F=0）电阻值 R=ρ*L/S （1） 式中R——金属丝的电阻（Ω）； ρ——金属丝的电阻率（Ω*M）； L——金属丝的长度（m）； S——金属丝的横截面积（m2）（πD2/4） D——金属丝的直径（m） 2.受力后（F＞0）电阻变化值 ⊿R=R*Kε （2） 式中⊿R——电阻变化量； R——原始电阻值； K——应变计的灵敏系数； ε——轴向应变 结论：金属丝拉伸，电阻值增加； 金属丝压缩，电阻值减小 三、称重传感器的工作原理 1.两个典型的力学模型 当F＞0时，R1、R3被拉伸，阻值增大；R2、R4被压缩，阻值减小。 2.惠斯顿电桥 在应变计的电测技术中，应用最广泛的测量电路是惠斯通电桥电路。测量电桥由于具有灵敏度高、测量范围宽、电路结构简单、精度高、容易实现温度补偿等优点，因此能很好地满足应变测量的要求。 电桥根据电源的性质分直流电桥和交流电桥两种，当Ui为直流时该电桥为直流电桥。电桥电路如上图所示，它的四个桥臂由R1、R2、R3、R4组成。 1)直流电桥的电压输出 根据分压原理，从D-A-C半桥来看，从D经A到C的电压降为Ui，通过R1、R2的电流 I1=Ui/（R1+R2） （1） R2上的电压降为I1R2，代入（1）得 UAC=Ui*R2/（R1+R2） （2） 同样，D-B-C半桥的电压降也是Ui，R3上的电压降为： UBC=Ui*R3/（R3+R4）