地磅稱重傳感器并聯(lián)技術(shù)及誤差分析
地磅產(chǎn)品產(chǎn)生誤差與稱重傳感器的安裝調(diào)試不當(dāng)有著密切聯(lián)系,本文主要介紹了在地磅稱重傳感器并聯(lián)連接時(shí)產(chǎn)生誤差的主要因素和如何去消除這些附加誤差的辦法。
在稱重系統(tǒng)中,一般都盡可能用一個(gè)稱重傳感器完成稱重任務(wù)。但隨著稱重行業(yè)快速的發(fā)展,多 傳感器系統(tǒng)己被廣泛應(yīng)用在諸多被稱量物體體積 大、重量大的場合。于是,在傳感器的安裝和輸出線 路連接方面,就需要解決一些新的問題。最近接到 許多用戶為調(diào)整四角誤差碰到的問題而打來電話, 在此我就傳感器的并聯(lián)技術(shù)和要求等方面加以闡 述,以便大家在生產(chǎn)制造傳感器時(shí)能更好的控制誤 差參數(shù),安裝調(diào)試人員能更有效的完成多傳感器稱 重系統(tǒng)的偏載調(diào)試。
1.傳感器的輸出并聯(lián)原理
1.1并聯(lián)輸出的一般原理 若干個(gè)傳感器并聯(lián)時(shí)的等效電路如圖1所示。 所有傳感器由一個(gè)供橋電源供電,輸出端并聯(lián) 后的輸出電壓為U。, R( i=1, 2* ... n)為第i個(gè)傳感 器的輸出電阻,e( i=1, 2... n)為第i個(gè)傳感器的開 路輸出電壓。
圖中電路的節(jié)點(diǎn)電壓方程式為:
對于一個(gè)給定的傳感器并聯(lián)系統(tǒng)(1)的分母部分是一個(gè)常數(shù),它不會(huì)影響并聯(lián)系統(tǒng)輸出值的準(zhǔn)確度。而Ki和Ri的分散度成為影響U和W成正比關(guān)系的主要因素。從傳感器制作的角度來講,只有當(dāng)傳感器的靈敏度有足夠的一致性才能保證Ki 一致性,且傳感器的輸出阻抗Ri有足夠的一致性,或者它們的比值Ki/Ri相等時(shí),才能消除并聯(lián)時(shí)的附加誤差。
1.2多個(gè)傳感器并聯(lián)的實(shí)際誤差
由上述結(jié)果可知,只有當(dāng)并聯(lián)的所有傳感器的輸出阻抗相同時(shí),總的輸出特性才符合算術(shù)平均值電路特性。否則,在非 均布載荷的情況下,即各傳感器輸出不等時(shí),就不能 用算術(shù)平均的方法得到總輸出。也就是說,這時(shí)的總 輸出U。與輸出阻抗相同的傳感器并聯(lián)后的總輸出。 不相等。所產(chǎn)生的并聯(lián)附加誤差為:
消除附加誤差的方法 由上述分析可見,傳感器并聯(lián)時(shí)的附加誤差,主 要是由于傳感器的輸出阻抗和特征值(靈敏度)不 同,而導(dǎo)致在承受非均布載荷時(shí)產(chǎn)生測量誤差。因 此,消除或減少附加誤差的根本途徑,在于生產(chǎn)制造 傳感器時(shí),應(yīng)通過補(bǔ)償調(diào)整使輸出阻抗和輸出靈敏 度各自保持一致,這樣還有利于提高互換性。這一點(diǎn) 在大的傳感器生產(chǎn)企業(yè)都能得到有效的保證,只有 在部分小廠如果測力機(jī)不足或不齊全,甚至對工藝 認(rèn)識(shí)不夠,可能會(huì)存在達(dá)不到上述的補(bǔ)償要求。請用 戶選擇時(shí)務(wù)必深入了解具體情況。
在這里還要重點(diǎn)說明的是,即使上述引起附加 誤差的因素得到最大程度的控制,理論上不足以產(chǎn) 生實(shí)際使用時(shí)的附加誤差,但是,傳感器是否合理、 規(guī)范的安裝也是非常重要的保證因素。實(shí)際使用中 會(huì)因?yàn)榘惭b對位的偏心,或基礎(chǔ)與承載板的不水平 等原因,導(dǎo)致傳感器受力狀態(tài)不一致而出現(xiàn)實(shí)際意 義上的新的靈敏度”不一致的情況,做偏載檢測時(shí)往往會(huì)出現(xiàn)3 -10d的誤差,例如一臺(tái)2000分度的 秤,要求基礎(chǔ)預(yù)埋鐵板自身水平度小于0.5度;傳感 器計(jì)量軸線的垂直度小于1度;上承壓板水平度小 于2度;傳感器電纜線不能任意剪短或接長才能滿 足偏載測試技術(shù)要求。如果出現(xiàn)偏差,應(yīng)耐心調(diào)整, 直至符合為止。如果用了接線盒來調(diào)整,也應(yīng)對上述 制造還是安裝原因作出深入分析,不能盲目的大幅 度調(diào)整電位器。要知道,如果真是由于傳感器的輸出 阻抗和特征值靈敏度)不同引起,在加載1(N-1) Max的偏載測試時(shí)不應(yīng)出現(xiàn)3d以上的誤差,除非阻 抗和靈敏度存在嚴(yán)重的差異或不匹配。
為了解決檢定時(shí)由于各種原因帶來的偏載誤差 問題,建議盡量選擇下圖調(diào)輸出原理的接線盒配合 微調(diào),消除傳感器輸出阻抗、靈敏度及安裝對位的輕 微偏差產(chǎn)生的附加誤差。