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柱式称重传感器工作原理

柱式称重传感器(如图1)


 

      优点:结构紧凑、过载能力比较强、固有频率高动态响应快、安装较方便、制造成本低。
      缺点:抗侧向和偏载能力较差(双膜片结构的较好)、固有线性较差、称重传感器不易固定易旋转。

      柱式称重传感器由于以上的诸多优点,目前在汽车衡上使用的比较多,但是其缺点也不能回避。针对柱式称重传感器的抗侧向和偏载能力较差的问题,一些公司的产品样本上专门推荐了 不影响计量性能 的偏载角度。(如图 2)按照这些介绍资料,高230mm 的称重传感器按照偏载5 ,允许位移量是20mm;按照偏载3 ,允许位移量是12mm。


 
      而一台长度 18m 的承载器,当使用地点一年内的环境温度变化在60℃范围内时,按照金属的线膨胀系数,长度变化为:12.2mm
      在实际应用中,由于承载器都是由多段组成的,可能承载器的变化没有如此大,但这起码给设计者一个参考依据,对于设计时应该考虑的承载器长度尺寸,不要因为温度变化,使承载器长度变化超出称重传感器装置单位给出的允许位移量,从而影响产品的计量性能。

      还出现一种情况,就是称重传感器在使用时会不断微量旋转,甚至会将电缆线拉断。为什么在汽车衡上安装的柱式称重传感器会产生旋转现象?在自动轨道衡上使用的历史比较长了,而安装现场很少出现旋转现象?这是因为自动轨道衡的承载器一般长度只有3.7m~4m,其限位采用的是张拉式结构,使得承载器在水平状态基本处于不移动状态,同时保证又不影响垂直力的作用。而汽车衡的承载器长度比较大,采用的限位装置是水平状态下允许承载器有一定的位移,这样称重传感器也可能随之晃动。也就是在这种不断的晃动中,电缆线就不断被缠绕到称重传感器上,直至被拉断。

      第三个就是偏载分力的问题,为什么使用柱式称重传感器的汽车衡其段差(即是:偏载误差)比较大?这里固然与承载器的加工带来的 边界条件 影响有关,但是从理论角度分析,由于热胀冷缩影响使承载器两端柱式称重传感器产生倾斜度大,从而带来偏载分力,称量量值越大造成的偏载误差就越大。同时,这个分力还与称重传感器的高度有关,高度大的称重传感器相对影响量就小一些,高度低的相对影响量就大一些。
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