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设计一个合格的配料称重系统

时间: 2021-06-08 来源:lascaux

当您的应用程序需要测量静态或动态的力或重量时,您需要使用称重传感器称重传感器是将施加的力转换为电子信号的设备,可用于计算所施加力的大小。虽然概念上相对简单,但你会发现,当您实际使用称重传感器时,可能会产生许多复杂性,影响测量。在决定使用哪个加载单元之前,需要考虑许多因素。


其中包括:正在测量的力及负载

这一点很重要,因为典型的称重传感器提供约 额定量程的1.5 倍过载保护。如果您的称重应用(即使是暂时的)超出此最大量程,则可能严重损坏称重传感器,可能需要重新校准以确保读数准确。如果您怀疑加载条件偶尔会出现峰值,则保守地选择具有足够量程的称重传感器,以至少 50% 的余量处理最高正在需求的条件,以避免超过称重传感器的弹性极限。


应用所需的精度

称重传感器的适应率通常被评定为全比例的百分比。因此,100 磅负载单元的 0.1% 精度等级的负载单元将提供 +/- 0.1 磅的精度,但 1000 磅负载单元的负载单元提供 +/- 1 磅精度。因此,您需要为您的应用程序选择合适的容量加载单元。

某些测试和测量应用程序可能需要准确性作为读数的百分比,因此您可能需要选择具有足够精度的负载单元来处理这些应用程序您还需要考虑完整系统的准确性-而不仅仅是负载单元。根据您计划如何使用负载单元,系统的准确性可能是负载单元、信号调节设备、数字化器的分辨率、所提供功率的变化和其他环境因素的函数


工作温度条件

虽然大多数称重传感器提供一定程度的温度补偿,但您在选择负载单元之前需要考虑操作条件。您的应用是在控制良好、室温或室外恶劣环境中,湿度和温度的变化?如果它是在户外-你应该寻找IP68额定加载单元即使有温度补偿负载单元,也可能存在影响负载单元读数的瞬时温度条件。一般来说,在恒温条件下使用补偿效果最好。


测量持续时间–短期与长期

选择正确的重传感器的一个重要考虑因素是了解负载单元在短期与长期测试条件下的稳定性。在室温条件下,应用的适应度通常非常高。但是,当温度发生变化或长时间将恒定负载放置在负载单元上时,无法定期"Tare"读数时,基线读数中可能会有漂移或蠕变。如果您的应用程序不能容忍这种漂移,那么您需要购买具有良好长期稳定性和低蠕变的重传感器过程控制应用程序不能定期进行,并且仍然需要非常高的分辨率和长时间温度的精度 - 是一些最苛刻的应用程序,以装备一个重传感器。


数据更新率

你需要多快的阅读?1赫兹,10赫兹,100赫兹或更快?

这一点很重要,因为重传感器通常讲的是"准静态"设备。这就是他们并不意味着要测量在传感器上作用的动态力-而只是静态负载,当您需要以非常高的频率测量力以研究系统的动态时-您需要购买具有这些特征的力传感器。重传感器的响应时间一般为 3-5 毫秒,但这并不考虑连接到重传感器的质量。根据负载单元的附加内容-响应时间可能会比您预期的要慢得多,此外,响应时间通常表示为负载单元的模拟输出,而不是完整数字化系统的响应时间。您需要考虑数据采集系统的数据速率、正在使用的 PC 或 PLC 等,以获得非常高的数据速率


加载方向

重传感器通常设计用于在一个方向上进行测量-无论是在张力还是在压缩中,原因是 -校准系统和校准过程是针对一个方向设计的。如果您的应用程序需要用两个方向(即通用负载)来测量力,那么系统的精度可能低于一个方向。一些负载单元(如 S-Beam 负载单元)更适合此类通用应用,如果您的应用程序允许 S-Beam 负载单元的特殊机械配置,则应考虑使用此类重传感器制造商可能会向您收取在两个方向校准负载单元的额外费用。


安装选项

这可能是重传感器中最经常被忽视的方面之一!特别注意重传感器顶部和底部的负载单元提供的安装选项。螺纹孔更容易工作,通常配置文件较低,使用成本更低,如果你必须钻一个洞,并螺纹它在你的结束!在设计应用程序时,还特别注意中心外的加载条件。一些负载单元(如煎饼、按钮样式和其他圆形负载单元)在沿负载单元中心轴向使用时更准确。当存在偏离中心加载条件时-然后某些负载单元(如悬臂单点加载单元)提供比其他电池更好的性能。


所需的输出(模拟或数字)

这是选择重传感器时要考虑的最重要因素之一,因为您为应用程序想要的输出类型是解决方案最终成本中最大的决定因素之一。传统负载单元提供的最常见的输出是 mV/V。当您应用10V直流电源时-您可以获得约20毫伏的全比例输出。这是一个低级别的模拟信号,不能输入到通用 DAQ 或 PLC 中,需要放大才能在该模式下使用。寻找输出放大的负载单元,以减少与此步骤相关的头痛和产生的额外成本。如果负载单元与 DAQ/PLC 之间的距离很大 - 您可能需要使用 4-20 mA 类型的模拟输出。更好的是 - 如果您的应用程序与 PC 或 DAQ/PLC 具有数字输入配合使用,则查找具有串行/RS-232/RS-485/USB/USB 或无线输出的重传感器。


解决方案的成本取决于许多因素:

  • 负载单元的成本
  • 所需的信号调节设备成本
  • 数字化/控制系统的成本
  • 编程或应用校准以获得磅/Kg/N读数的成本
  • 定期重新校准的成本
  • 在决定购买哪个重传感器之前,您需要考虑解决方案的总成本

  • 配料称重系统
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