應(yīng)變式稱重傳感器簡介

應(yīng)變式稱重傳感器用于快速稱重、低速動(dòng)態(tài)稱重和動(dòng)態(tài)稱重時(shí)，為保證稱重系統(tǒng)的稱量準(zhǔn)確度和工作可靠性，盡可能的免除各類不必要的誤差，必須研究稱重傳感器的動(dòng)態(tài)特性，并對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)，以及必要的環(huán)境試驗(yàn)和物理參數(shù)測(cè)試。研究、分析稱重傳感器的動(dòng)態(tài)特性，必須建立數(shù)學(xué)模型，由于稱重傳感器可以視為單自由度的二階線性系統(tǒng)，其數(shù)學(xué)模型為一常系數(shù)線性微分方程。

當(dāng)微分方程的初始值為零時(shí)，對(duì)其進(jìn)行拉氏變換即可得到動(dòng)態(tài)特性的傳遞函數(shù)的一般公式。其頻率特性可根據(jù)傳遞函數(shù)求得，也可根據(jù)過渡過程曲線經(jīng)過相應(yīng)的近似計(jì)算方法求得，實(shí)際上傳遞函數(shù)和頻率特性是可以相互轉(zhuǎn)換的。求稱重傳感器的傳遞函數(shù)，實(shí)際上就是根據(jù)過渡過程曲線來確定固有頻率0和阻尼比3的過程，一般都用比較簡單的激勵(lì)方法，例如自由落錘的沖擊載荷來獲得過渡過程曲線。

動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)的意義還在于使稱重傳感器的生產(chǎn)者能正確的標(biāo)明其產(chǎn)品的性能，給使用者提供正確選擇、合理應(yīng)用的依據(jù)。動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)的關(guān)鍵是選擇好激勵(lì)源，輸入信號(hào)應(yīng)該是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的激勵(lì)函數(shù)，以周期函數(shù)的正弦波信號(hào)，瞬變函數(shù)的階躍信號(hào)為常用。為了獲得準(zhǔn)確可靠的動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，要求測(cè)試設(shè)備中的所有影響動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)的環(huán)節(jié)，例如典型的輸入信號(hào)激勵(lì)源，動(dòng)態(tài)信號(hào)記錄設(shè)備和數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)等，都應(yīng)具有很寬的頻帶。

美國專家給出的跌落校準(zhǔn)、慣性校準(zhǔn)和比較校準(zhǔn)三種方法，以跌落校準(zhǔn)法應(yīng)用較多，比較校準(zhǔn)法相對(duì)簡單易行，快速省時(shí)。

稱重傳感器頻率特性存在的頻響誤差，即頻率域內(nèi)傳遞函數(shù)的誤差，是由其輸入、輸出系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)節(jié)的誤差引起的。對(duì)于系統(tǒng)誤差可作歸一化處理，對(duì)于隨機(jī)誤差是如何確定它給動(dòng)態(tài)稱重準(zhǔn)確度帶來的影響，從測(cè)量誤差的角度分析產(chǎn)生原因，以及提出改進(jìn)措施。

近年來，動(dòng)態(tài)稱重傳感器以及動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)方法的研究取得了較大進(jìn)展。德國Seitnet塞特內(nèi)爾）公司為快速稱重研制出200型皺青銅稱重傳感器，固有頻率高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，獨(dú)創(chuàng)油阻尼與過載保擴(kuò)裝置一體化，在稱量時(shí)保證稱重傳感器衰變時(shí)間快，稱量速度高，工作壽命長。美國THI公司為動(dòng)態(tài)稱重的旋轉(zhuǎn)式定量包裝機(jī)研制的THI-1410型稱重傳感器，可承受離心力和機(jī)械振動(dòng)。其內(nèi)部裝有特制的粘性阻尼器，保證稱量時(shí)有較快的穩(wěn)定時(shí)間和較小的動(dòng)態(tài)稱量誤差。與動(dòng)態(tài)稱重配套的能承受攪拌、振動(dòng)載荷的新型稱重模塊也在美國V-BLH公司研制成功，并批量生產(chǎn)投放市場(chǎng)，適應(yīng)了動(dòng)態(tài)稱重技術(shù)發(fā)展的需要。