电子地上衡项目设计.doc

北京联合大学   PAGE \* MERGEFORMAT 7 电子地上衡 1项目概述 地上衡也被称为地磅，是厂矿、商家等用于称量体积或质量较大物体的主要称重设备。电子地上衡可以放置在坚实地面上进行称量，也可安放在浅基坑上或在其两侧加装带有一定坡度的引道，供手推车称重使用。 电子地上衡的主要组成：称重传感器、承重台、测量电路和称重显示器。 2设计要求： 2.1 传感器技术指标： 称重范围：0～5T 线性度：0.03% F.S 滞后：0.03% F.S 重复度：0.03% F.S 温度范围：-30℃～ +80 ℃ 2.2选择传感器，需选择两种不同类型的传感器进行方案对比； 2.3详细说明所选传感器的技术指标、型号、规格及产生厂家； 2.4画出系统组成框图，说明系统的工作原理及各组成的作用； 2.5进行测量电路的具体设计； 2.6简绘电子地上衡的结构图。 3 选型方案: 应变式称重传感器和电容式称重传感器比较 4 系统方案设计 4.1应变式称重传感器 应变式称重传感器，1940年美国BLH公司和Revere公司总工程师A.Thurston（瑟斯顿）利用SR一4型电阻应变计研制出圆柱结构的应变式负荷传感器，用于工程测力和称重计量，成为应变式负荷传感器的创始者。1942年在美国应变式负荷传感器已经大量生产，至今已有60多年的历史。国际上主要有两种发展途径：以美国为代表的先军工后民用，先提高后普及的途径和以日本为代表的实用化商品化，先普及后提高的途径。我国应属于后者，尽管军工部门研究应用较早，但并未转为民用，快速发展和普及还是在近20年。近几年是关键时期，急需提高我国称重传感器的总体技术、工艺和质量水平。国际称重传感器技术的发展动向是，把称重传感器的准确度、稳定性和可靠性作为极其重要的质量指标，把制造技术和制造工艺作为核心竞争力，紧紧抓住称重传感器的特性问题、生产问题和应用问题进行基础研究、工艺研究和应用研究。 4.1.1应变式称重传感器工作原理 电阻应变式称重传感器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，电阻应变片引变形后，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。 4.1.2 电阻应变片 电阻应变片概述 电阻应变片是把一根电阻丝机械的分布在一块有机材料制成的基底上，即成为一片应变片。 电阻应变片的特点及分类 电阻应变式 HYPERLINK /subject/s106.html \o 传感器 \t _blank 传感器可以用于测量应变、力、位移、加速度、扭矩等参数。具有体积小、动态响应快、测量精确度高、使用简便等优点。在航空、船舶、机械、建筑等行业里获得广泛应用。 　　电阻应变式传感器可分为金属电阻应变片式与半导体应变片式两类: 常用的金属电阻应变片有丝式和箔式两种。其工作原理都是基于应变片发生机械变形时，其电阻值发生变化。 有丝式和箔式应变片的比较 金属丝电阻应变片(又称电阻丝应变片)出现得较早，现仍在广泛采用。把一根具有高电阻率的金属丝(康铜或镍铬合金等，直径0.025mm左右)绕成栅形，粘贴在绝缘的基片和覆盖层之间，由引出导线接于电路上。 　　箔式应变片的优点： 　　1、尺寸精确，线条均匀，灵敏系数、电阻值离散小_ 　　2、横向效应小，粘结面积大，粘贴牢固，散热性好 　　3、光刻腐蚀可制成各种应变花及小标距应变片 　　4、耐潮湿，绝缘性好，蠕变及机械滞后小 　　5、便于成批生产，质量好，成品率高。 应变式称重传感器的选用 名称：BZ1401系列电阻应变式称重传感器 性能特点：全封闭柱式传感器，适用于恶劣环境，可用于轨道衡、汽车衡。 主要技术参数：量程（kg） 100～100000?灵敏度（mV/V） 1～2?精度（%F.S） 0.02、0.03、0.05、0.1?输入电阻（Ω） 380、650、1000绝缘电阻（MΩ） 5000?供桥电压（V） 3～24?工作温度范围（℃） -20～60?安全过载（%F.S） 150? 4.2 电容称重传感器 电容称重传感器是利用弹性敏感元件，造成电容随外加质量的变化而变化即构 成称重测试传感器。 4.2.1电容称重传感器特点： 电容传感器具有稳定性、重复性、无滞后性的特点。它运用于各个方面，不受 场所地点限制，不需另加专用弹性体，结构简单。电容极板密封在绝缘材料内， 具有不变形、不磨损、不锈蚀、寿命长等优点。 4.2.2. 电容称重传感器原理： 电容传感器是根据电容参数的变化使