数字称重传感器:数字式称重传感器

2021/11/01 02:35 · 传感器知识资讯 ·  · 数字称重传感器:数字式称重传感器已关闭评论
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数字称重传感器:数字式称重传感器

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数字式称重传感器
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数字式传感器系统是在传统电阻应变式传感器基础上,结合现代微电子技术、微型计算机技术集成而发展起来的一种新型电子称重传感器。由模拟传感器(电阻应变式)和数字化转换模块两部分组成的。
中文名
数字式称重传感器
性 质
新型电子称重传感器
组 成
模拟传感器和数字化转换模块
基 础
传统电阻应变式传感器
目录
1
简介
2
分类
3
特点
4
安装
数字式称重传感器简介
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数字式称重传感器是由模拟传感器(电阻应变式)和数字化转换模块两部分组成的。数字模块由高度集成化的电子电路,采用SMT表面贴装技术制成,主要包括放大器、A/D转换器、微处理器(CPU)、存储器、接口电路(RS485)和数字化温度传感器等。
数字式称重传感器分类
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语音
数字传感器按结构可分成三种类型:1.绝对式角度数字编码器
图一 数字传感器
这种传感器的结构示意图如图一所示,其角度分辨率决定于数字编码器(码盘)的位数。目前有14位的产品,如再增加码道和细分电路可制成19位和23位的。2.周期计数式数字传感器此种结构的位移分辨率对低精度的周期计数式数字传感器而言,仅由周期信号发生器的性质决定。例如,光栅当长1mm有100条刻线时,其分辨率即为0.01mm;对高精度的周期计数式数字传感器而言,还要考虑到电子细分数。如前例,在100倍电子细分数下,此光栅的分辨率就是0.1μm。此种结构属于增量式结构,结构的特点(位移方向的要求)决定它不但备有辨向电路,而且周期计数器还具有可逆性质。3.频率式数字传感器按振荡器的形式,可将此种数字传感器分成带有晶体谐振器的和不带晶体谐振器的两种。前者,按被测量的作甩点,又分作用在石英谐振器上的石英晶体谐振式数字传感器和作用在谐振器中储能元件上的带有晶体谐振器的调频式数字传感器。按采用敏感元件的形式,又可分为简单的和差动的两种。从上述三种类型数字传感器的结构图可以看出,它们都具有抗干扰能力强以及数字量输出的特点。如考虑到对电源电压的波动,环境温度波动和非线性等因素的补偿(图中没有画出),则精度还可提高。如果采用单片微型计算机去进行信息处理,诸如补偿、频倍(细分)和数字转换等硬件线路可软件化,不仅使线路简化,还可使分辨率,测量精度和工作可靠性进一步调高。
数字式称重传感器特点
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数字式称重传感器具有以下特点:一、 数字式传感器采用集成化的A/D转换电路、数字化信号传输和数字滤波技术,传感器的信号传输距离较远,可达1200m,抗干扰能力强,数字传感器内模拟信号的传输距离极短,同时传感器外壳(弹性体)本身又是一个良好的屏蔽罩,仅这两个特点就决定了其抗干扰能力的优势,在很大程度上提高了传感器的稳定性。二、保密性好,具有防作弊功能,能有效防止遥控器作弊,一旦发现就会自动采取出错报警,有力保障了数据的安全性与准确性。使用模拟式传感器的汽车衡被安装作弊器的情况比较普遍,首秦公司周围的几家有模拟式汽车衡的公司几乎全被安装过作弊器,造成了很大的经济损失。由于作弊器本身体积小,加之安装极其简便,因此不容易被发现,给计量数据的安全性造成了极大的隐患。首秦公司的大型贸易衡器(除动态轨道衡外)已经全部进行了数字化改造,成为数字式汽车衡,从而使计量数据的安全性得到了良好的保障,也更好地维护了首秦公司的经济利益。三、由于数字式传感器具有自动采集预处理、存贮和记忆功能,并具有唯一标记,多只传感器并联组秤后可分别检查每个传感器的状态,便于故障诊断。首秦公司现在使用的数字式传感器为大和公司生产的YCCA-Ⅱ-D型,单只传感器承载量为kg。最初,首秦公司的汽车衡及轨道衡所使用的均为模拟式传感器,设备工作状态不稳定,每次出现问题很难判断是哪一只传感器有问题,只能通过打开接线盒检查每一根传感器的信号情况,用排除法逐个进行检查,花费很长时间才能找到有问题的传感器。问题解决后还要联系质监局的检定人员进行检定,检定费用从正常的一年两次也变为多次,人力、物力、财力都造成了很大的浪费,最重要的是给公司的正常生产带来了负面影响。自从进行了数字化的改造以后,以前出现过的诸多问题都已经解决,设备状态良好,运行比较稳定,即使在二期工程投产后,公司每日的进料量比以前增加了1倍的情况下, 数字式传感器的状态仍非常稳定,没有出现过任何问题,充分证明了数字式传感器的优越性能及其在实际生产中起到的重要作用。四、.数字传感器在出厂时均已进行量化处理,一致性极佳,替换后无须重新标定. 2.每只数字式传感器均带高精度A/D块及CPU,所以上位机能读取每只数字式传感器的实时状态,并以此作为监控传感器是否处于正常工作状态. 3.采用标准异步串行接口RS-485通讯,所以传输远(可达几公里)且抗干扰能力强.目前,数字式称重传感器已经广泛应用于电子汽车衡、电子轨道衡以及电子皮带秤等各种电子衡器中。
数字式称重传感器安装
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1、安装传感器的底座安装面应平整、清洁,无任何油膜,胶膜等存在。安装底座本身应有足够的强度和刚性,一般要求高于传感器本身的强度和刚度。2、称重传感器要轻拿轻放,尤其是由合金铝制作弹性体的小容量传感器,任何冲击、跌落,对其计量性能均可能造成极大损害。对于大容量的称重传感器,一般来说,它具有较大的自重,故而要求在搬运、安装时,尽可能使用适当的起吊设备(如手拉葫芦、电动葫芦等)。3、每种称重传感器的加载方向都是确定的,而我们使用时,一定要在此方向上加载负荷。横向力、附加的弯矩、扭矩力应尽量避免。4、水平调整:水平调整有两个方面的内容。一是单只传感器安装底座的安装平面要用水平仪调整水平,另一方面是指多个传感器的安装底座的安装面要尽量调整到一个水平面上(用水准仪),尤其是传感器数多于三个的称重系统中,更应注意这一点,这样做的主要目的是为了使各传感器所承受的负荷基本一致。5、称重传感器周围应尽量设置一些“挡板”,甚至用薄金属板把传感器罩起来。这样可防止杂物玷污传感器及某些可动部分,而这种“沾污”往往会使可动部分运动不爽,而影响称量精度。6、尽量采用有自动定位(复位)作用的结构配件,如球形轴承、关节轴承、定位紧固器等。他们可以防止某些横向力作用在传感器上。要说明的是:有些横向力并不是机械安装引起的,如热膨胀引起的横向力,风力引起的横向力,及某些容器类衡器上的搅拌器的振动引起的横向力即不是机械安装引起的。7、某些衡器上有些必须接到秤体上的附件(如容器秤的输料管道等),我们应让他们在传感器加载主轴的方向上尽量柔软一些,以防止他们“吃掉”传感器的真实负荷合而引起误差。8、传感器应采用铰合铜线(截面积约50mm2)形成电气旁路,以保护它们免受电焊电流或雷击造成的危害。9、称重传感器虽然有一定的过载能力,但在称重系统安装过程中,仍应防止传感器的超载。要注意的是,即使是短时间的超载,也可能会造成传感器永久损坏。在安装过程中,若确有必要,可先用一个和传感器等高度的垫块代替传感器,到最后,再把传感器换上。在正常工作时,传感器一般均应设置过载保护的机械结构件。10、 系统有无运动不爽现象,可以用以下方法判别。即在秤台上加或减大约千分之一额定负荷看看称重显示仪是否有反映,有反映,说明可动部分未受“沾污”。11、若用螺杆固定传感器,要求有一定的紧固力矩,而且螺杆应有一定的旋入螺纹深度。一般而言,固定螺杆因采用高强度螺杆。12、传感器使用中,必须避免强烈的热辐射,尤其是单侧的强烈热辐射。
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数字称重传感器:数字式称重传感器  第1张

数字称重传感器:数字称重传感器


51

Int.CI?
?
权利要求说明书
说明书
幅图
?

54
)发明名称
?
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数字称重传感器
?

57
)摘要
?
?
一种数字称重传感器,包括一弹性体
和一与弹性体相配合的底座,以及设置在弹
性体上的由电阻应变片和惠斯通桥路所组成
的模拟部分,其特点是在弹性体一端向外延
伸有一段加长体,并在加长体上设置有一凹
孔,在凹孔内设置有数字处理模块,该数字
处理模块与模拟部分相连接。本实用新型的
优点是将数字处理模块通过模拟部分整合在
一起,只具有一面结合面,使更具密封性和
稳定性,相比同类产品结构更加合理,节约
了钢铁资源,降低了生产成本。
?
?
数字称重传感器:数字式称重传感器  第2张

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数字称重传感器
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数字称重传感器和数字计量仪表技术的发展已逐渐成为称重技术领域的新宠,其以调试简便高效、适应现场能力强等优势正在该领域崭露头角。以前首秦公司使用的均为模拟式传感器,汽车衡及静态轨道衡已经全部更新为数字式称重传感器。
中文名
数字称重传感器
所属领域
称重技术领域
设 备
微处理器
精 度
OIML C6
目录
1
定义
2
特点
3
应用
4
维护
5
优点
数字称重传感器定义
编辑
语音
数字称重传感器内部有微处理器,可以对自身进行诊断,每个都有自己的地址,仪表能够在线监测各个传感器输出并进行智能处理,不但大大提高了称重系统的可靠性,而且可以轻松解决一些模拟传感器很难实现的如大皮重小秤量、偏载检测等要求。再加上自己独特的高精度高速A/D转换技术、全面的传感器数字补偿技术以及远程高速防爆通信能力,使得性能超越了模拟传感器的极限,达到了OIML C6的精度。
[1]
数字称重传感器特点
编辑
语音
与模拟传感器相比,数字称重传感器的如下特点更好地满足了过程控制的要求1可靠性高,抗干扰能力强,防雷性能好2模拟传感器由仪表供电,其电桥的激励电压就等于外界仪表的供电。在工业现场,仪表与传感器之间易受强电干扰和浪涌影响,会造成数据不稳,甚至瞬时烧毁传感器。3数字传感器采用全密封不锈钢激光焊接技术,内充氦气保护内部电路可靠工作,防护等级达到IP68。增加了各种保护电路和防雷击设计,对仪表提供的电源先进行处理,稳压后再用于电桥的激励,就消除了来自电源和雷电的浪涌干扰,使得传感器输出稳定的信号,保证了传感器的正常工作。4不间断工作 数字称重系统能保障生产的连续性,实现不间断工作,仪表不但时刻监测着各个数字传感器的工作状况,而且在发现某个传感器故障时,仪表可以自动启动不间断工作方式,仍然能保障一定时间一定精度下的称重,不至于造成生产停机。同时仪表会发出信号给用户,定位故障传感器要求更换。5模拟传感器系统一旦传感器有故障就无法称重,从而造成停工停产的重大事件。免标定
数字称重传感器应用
编辑
语音
在生产现场进行标定是一件很麻烦的事情,许多料罐系统很难加重量或无法挂砝码进行标定,使用数字传感器就可以进行免标定。这是因为数字传感器在生产中,已用标准测力机对传感器输出进行了标定,其输出的数字量与标准力值是一一对应的,仪表读取到的就是数字传感器实际测量到的重量值,中间没有任何损耗,因此可以实现免标定。而模拟传感器和称重仪表是分别生产分别标定的,在组成模拟称重系统时连线的各个环节都会有信号的损耗,仪表最后测量的信号并不完全等于传感器的输出信号,因此在应用时必须进行系统的现场标定。传输距离远 通信速度快 防作弊效果显著模拟式传感器的mV级信号太小,易受射频干扰和电磁干扰。而且在传输中由于电缆电阻的影响会有所损失,所以信号传输距离较短。模拟式称重作弊极其容易,很难控制。数字传感器输出数字信号,不但电平要高出模拟式百倍,不易受到干扰,而且是按照Bifbus现场总线通信协议传输,通信速度是普通RS485的十倍,高速且具通信纠错能力,保证了数据快速可靠。由于协议的保密现场无法作弊。角差容易调整一个模拟传感器组成的秤体,由于信号的不可辨别,校准时需在每个传感器上加砝码并利用接线盒中的电位器进行角差调整,由于各个传感器间存在着相互作用,因而需反复多次调整,耗时费力。由数字传感器组成的秤体,其角差的调整容易得多。由于仪表可以读取到四角每个传感器的受力情况,因此只要在各角加一遍载荷,仪表即可计算出各点的角差系数,可自动进行秤的角差调整,免去了反复加载砝码的麻烦,提高了效率。一遍加载即可完成角差调整,非常简便快捷。
数字称重传感器维护
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语音
模拟传感器在生产时是连电缆线一起进行温度补偿的,这样才能消除电缆线电阻的温度影响。如果模拟传感器电缆线损坏后随意连接,就会造成测量误差。所以在距离较长时,传感器都需要专门定制。在更换传感器时需重新穿线,在实际使用时很不方便。数字传感器使用军标的航空插头,不但保证了IP68的防护等级,使得传感器与电缆线成为两个独立的器件,更换传感器或电缆更方便,不用穿电缆线。由于传输的是数字信号,电缆线的长度可根据需要改变,不会影响测量精度。数字传感器更换时只需将相关参数输入新传感器,无需进行系统的重新标定。系统整体成本低从系统成本的角度来看,虽然数字传感器增加了电路板,但由于数字传感器在应用中减少了调试及应用成本(如调试角差方便),能够进行免标定,更换传感器不需重新标定等,而且数字传感器的自诊断、不间断工作等功能提高了系统可靠性,降低了停机时间。因此,系统总体成本是比模拟传感器系统要降低的。
数字称重传感器优点
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语音
一、传输距离远,通信速度快,防作弊效果显著
[2]
传统的模拟量称重传感器输出信号小,通常为毫伏级,在传输过程中由于电缆电阻的影响,信号还存在损失,而且还容易受周围环境的干扰,所以不能进行远距离传输。它的信号作弊方式很多,一般难以控制。而数字称重传感器信号输出采用数字量,不但电平高,受干扰的影响很小,而且它是采用现场总线技术,通信速度超快,还带有通信纠错功能,由于通信协议的保密,作弊基本上不可能,所以得到的数据可靠性高。二、抗干扰能力强,可靠性高,防雷性能好模拟传感器供电电源从仪表输出,电源品质受仪表的影响。它们之间也容易受电磁干扰和浪涌的影响。供电电源的不稳定对传感器输出的影响也很大,容易造成输出的不稳定,瞬时的高电压还会导致传感器的损坏。数字传感器采用全新的焊接制造技术,里面还充有氦气保护电路的安全,防护等级非常高。为了防止雷电浪涌的干扰,它采用对仪表的输出电压进行再处理,满足传感器的供电电压要求,这样输出的信号才稳定,传感器也不会受到损坏。三、免除标定称重传感器拿到现场,没有合适的配重系统,一般很难进行标定,如果不对它进行标定的话,误差会很大。模拟量传感器由于现场连线过程中都有损耗,所以必须进行现场标定。而数字传感器可以免掉这份工作了,因为它在生产中已经用标准的测力机进行了标定,它的输出与标准值是对应的。由于它在传输工程中基本上没有损耗,所以读出的值就是实际测量值,所以它可以省去标定这一环节。四、可以不间断工作数字传感器它具有故障报错功能,一旦出现故障,它会输出信号给仪表,仪表接受到信号,可以摒弃它的数值,以自动启动不间断工作方式,依然可以保证一定的精度,用户也可以随时知道哪个传感器需要更换,不会造成生产停滞的情况。而模拟量传感器达不到这样的要求,一旦故障,会造成生产停机,影响着工厂效益。五、维护方便,使用整体成本低数字称重传感器跟线缆连接采用标准插头,既保证了防护等级,而且更换传感器或者电缆非常方便,同时由于它的输出的数字量,不受电缆长度的影响。而模拟量传感器它的温度补偿是同电缆线一起的,电缆损坏后随意连接会造成误差,所以很多传感器都是带线缆连接一起,更换的时候还需要重新穿线,使用起来非常不方便。虽然数字传感器比模拟传感器多了电路板,但是在使用过程中无须标定,调试时间也会大为减少,可靠性更高,还具有自诊断功能,对于一些生产不能停工的单位,它还能保证不间断工作,节约了生产成本,所以总的来说,它使用的整体成本比模拟量传感器还低。
词条图册
更多图册
参考资料
1.

称重传感器如何选型
2.

数字称重传感器的优点
.传感器交易网[引用日期2012-11-07]
数字称重传感器:数字式称重传感器  第3张

数字称重传感器:煤矿排水自动化监控系统有哪些主要功能作用?

数字式称重传感器是将传统应变式称重传感器与现代电子技术及计算机软件技术集成发展起来的新型电子秤量技术,传感器内部采用高集成化、高智能化的处理单元,将模拟重量信号进行模拟/数字转换等预处理,自动对应变式称重传感器的零点、温度、非线性、滞后性、蠕变性等进行数字化补偿,最后输出数字信号。
数字化称重传感器的主要特点:
(1)在软件技术上采用预先确定的数字模型及算法对传感器自动进行四角误差调整、零点补偿、线性修正等性能补偿,更好地解决了偏载、温度影响与实践效应蠕变问题,彻底消除温漂和时漂的影响,减小了衡器的系统误差,大大提高了衡器的稳定性和可靠性。
(2)由于在软硬件技术上采用了特殊数字电路设计与通讯手段,实现了称重信号远距离传输,而且输出信号抗干扰能力强。
(3)可以防止用简单电路改变称量信号大小的方式进行作弊。
(4)改善了电子衡器的维护特性与互换性,特别是采用数字传感器系统的电子衡器中某一个传感器发生故障时,及时准确判断并更换或者将数字传感器系统再进行必要设置后,仍能保证衡器的工作能力。
(5)通过系统应用软件进行自检与矫正,简化了秤体的标定、调整过程,特别适用于无法用砝码进行标定的称量系统。
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