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浅析称重传感器的原理
2020-05-19 16:52:31

称重传感器的测量采用应变片原理,应变片固定在弹性体上。外力使弹性体变形,弹性体上的应变仪也会相应地变形。由于应变仪外形的变化,其电阻值也会相应变化。左上角和右下角的应变仪被压缩,电阻膜变短,电阻值变小。右上角和左下角的应变仪被拉伸,电阻膜变得越来越长。对于每个称重传感器,至少4个应变仪连接在一起形成惠斯通电桥。当应变仪电阻由于传感器上的应力而改变时,电桥是不平衡的。在恒定激励电压条件下,输出信号与传感器力成正比。
 
称重传感器的功能原理。
 对于四线传感器,下图中只有四条黑色电缆,其中EXC+和EXC-是称重模块给传感器的激励,SIG+和SIG-是称重传感器的输出。对于六线传感器,将会有两条红线,SENSE+和SENSE-它们的功能是什么?
 
 一般情况下,称重传感器与称重模块之间的距离相对较长,称重模块对传感器的供电电压假定为10V,因此由于线路损耗,当到达称重传感器时,激励信号小于10V。在相同的应力条件下,传感器的输出信号与电源电压成正比,因此称重模块通过高阻抗回路将传感器侧的实际电源电压反馈给称重模块,称重模块通过内部比较器调节输出电源电压。称重模块可以与四线和六线传感器相连。如果连接了四线传感器,则需要在接线盒或称重模块侧将SENSE+和EXC+短路,SENSE-和EXC-需要短路。
 
 如果称重模块远离传感器,例如100-200米,并且传感器是四线传感器,则建议用户将传感器的SENSE+和EXC+以及SENSE-和EXC-在接线盒中短路,这样传感器从接线盒出来后就成为六线系统,并且可以通过专用的传感器连接电缆连接到称重模块,如下图所示。
 
 如果称重模块和传感器之间的距离非常近,例如几米,则称重模块上只需短接SENSE+和EXC+即可,而SENSE-和EXC-则需要短接。
 
 称重传感器的常见问题;
 
 1.连接前检查变送器的输入和输出阻抗。如果连接成功,断开连接,然后测量。输入阻抗(在Ex+和Ex-之间)为400±30ω(或700±30ω高阻型),输出阻抗(在SIG+和SIG-之间)为350±5ω(或650±20ω高阻型)。如果阻抗不正确,应更换传感器。
 
 2.如果称重为负,传感器输出信号的正负端可以切换为正。
 
 3.通电测试期间,传感器输出信号正负两端之间的零点(即零电平)电压应在仪器的测量范围内;
 
 4.模拟信号对杂散信号干扰敏感,因此传感器电缆应使用屏蔽线,其长度应尽可能短,并应远离其他电源和控制线,以避免干扰。
 
 在使用过程中,如遇称重显示错误、不稳定等故障,按以下步骤修复;
 
 1.传感器与仪器的连接是否正确;注意连接器是否牢固,是否有水分泄漏;
 
 2.测量传感器的输入和输出阻抗。如果传感器已接线,请断开接线,稍后再进行测量,否则测量结果将受到仪器内部电阻的影响。如上图所示,输入阻抗(在Ex+和Ex-之间)为400±30ω(或700±30ω高阻型),输出阻抗(在SIG+和SIG-之间)为350±5ω(或650±20ω高阻型)。如果阻抗不正确,应更换传感器。
 
 3.通电测试零电压值是否在仪器的信号测量范围内,否则更换传感器;
 
 4.依次测试单个传感器,并区分出有问题的传感器。
 
 5.第一次连接时,各传感器信号的正负颜色是否对应,否则信号电压变化受力后会相互抵消,显示不稳定。
 
 故障排除方法:
 
 1.传感器输入和输出内阻正常。
 
 2.通电测试信号端子的零电压是否接近计算值。
 
 3.单个传感器轮流测试它是否正常。
 
 4.使用模拟器或良好的称量斗来测试仪器是否正常。
 
 5.检查传感器连接上的连接器是否牢固,接触是否良好,是否潮湿或泄漏。
 
 6.观察每个传感器信号正负两端的颜色是否一致,并分别测试每个传感器是否正常。
 
 7.观察传感器与仪器之间的连接线是否正确,接头是否接触牢固,状态良好。
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