称重传感器设计课程设计论文,三篇连载.doc

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1、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：2006104021022010年5月10日设计类容摘要：一、称重传感器的基本知识二、称重传感器的工作原理三、SBC悬臂梁称重传感器的测量原理四、SBC悬臂梁称重传感器的构造原理五、称重传感器参数六、工作电路原理图七、使用注意事项八、选用称重传感器九、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

2、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

3、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

4、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

5、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

6、，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）（3）则输出电压UO是UBC与UAC之间的差，即R1R3-R2R4UO=UBC-UA

7、C=Ui（4）（R1+R2）（R3+R4）由（4）可知，当桥臂电阻满足如下条件时，即R1R3=R2R4（5）电桥的输出电压UO=0，电桥处于平衡状态。为了保证测量的准确性，在实测之前应使电桥平衡（置零），这样输出电压只与应变计感受应变所引起的电阻变化有关。2)按上述力学模型解释：当F=0时，R1R3=R2R4；U0=0；当F＞0时，R1、R3增加，R2、R4减小，U0＞0。若欲得到与上述电信号相反的结果时，只需将A与C（或B与D）之间的电源正、负极互换即可。3)当桥臂电阻的阻值发生变化时，电桥的输出电压也随着发生变化，当⊿R<

8、⊿R/R（或应变ε）成线性关系。称重传感器的补偿一、常见补偿内容：