衡器计量讲义

1、 衡器计量讲义衡器计量讲义 n第一章第一章 衡器的分类及原理衡器的分类及原理 n1、分类、分类 n2、称重原理、称重原理 n（1）杠杆原理）杠杆原理 n（2）传感原理）传感原理 n（3）弹性元件变形原理）弹性元件变形原理 n（4）液压原理）液压原理 第二章 基本概念 n衡器衡器 n 利用被称物体的重力来确定该物体的质量或作为质量函数的其利用被称物体的重力来确定该物体的质量或作为质量函数的其 它量值、数量、参数及特性的计量仪表。它量值、数量、参数及特性的计量仪表。 n电子衡器电子衡器 n 利用力利用力-电变换原理电变换原理,将被衡量物体的重力所引起的某种机械位将被衡量物体的重力所引起的某种机械位

2、 移转化为电信号移转化为电信号,并以此来确定该物质质量的衡量仪器。并以此来确定该物质质量的衡量仪器。 n准确度准确度 n 衡器的示值与被称量物体真值的一致程度。衡器的示值与被称量物体真值的一致程度。 n灵敏度灵敏度 n 衡器响应的变化除以对应的激励变化。衡器响应的变化除以对应的激励变化。 n重复性重复性 n 在相同的负荷与相同的环境条件下，连续多次试验所得的称重在相同的负荷与相同的环境条件下，连续多次试验所得的称重 传感器输出读数的一致性。传感器输出读数的一致性。 最大秤量最大秤量 不计算称体本身在内的最大称重能力。不计算称体本身在内的最大称重能力。 最小秤量最小秤量 当载荷小于该值时，称量结

3、果可能产生过大的相对误差。当载荷小于该值时，称量结果可能产生过大的相对误差。 称量范围称量范围 最大秤量与最小秤量之间的范围。最大秤量与最小秤量之间的范围。 最大安全载荷最大安全载荷： 秤所能承受的保持其计量性能不发生永久性改变的最秤所能承受的保持其计量性能不发生永久性改变的最 大静载荷。大静载荷。 分度值（分度值（d ） 对模拟示值，指相邻两个刻线对应值之差。对模拟示值，指相邻两个刻线对应值之差。 对数字示值，指相邻两个示值之差。对数字示值，指相邻两个示值之差。 检定分度值（检定分度值（e ） 用于对秤进行分级和检定时使用的，以质量单位表示用于对秤进行分级和检定时使用的，以质量单位表示 的值

4、。的值。 分度数（分度数（n） 最大秤量与检定分度值之商。最大秤量与检定分度值之商。 n = Max / d 蠕变蠕变 在负荷不变，所有环境条件和其他变量保持不变在负荷不变，所有环境条件和其他变量保持不变 的情况下，称重传感器输出随时间的变化。的情况下，称重传感器输出随时间的变化。 n第三章 台秤 1、机械台秤 外形结构 结构原理图结构原理图 机械台秤使用维护注意事项：机械台秤使用维护注意事项： （1）司秤人员和仪表维修人员均需通过专门培训才能从事操 作和维修。 （2）用于计量交接的台秤必须经有关计量检定部门检定合格， 取得检定合格证后方可投入使用。 （3）应放在坚实平整的地面上，各部位接触良

5、好，台面要保 持水平。 （4）台面要清洁，调整空秤平衡，检查计量杠杆的摆幅是否 正常。加载重物时必须先关计量杠杆的制动器，且小心轻 放于台面中间位置。 （5）被称物体的质量超出该秤最大称量5-100%范围不允许称 量。 （6）移动台秤时，若在地面平整，距离又短，可摘下增砣盘， 并将制动器关闭，可轻轻推动，否则抬起搬运，以防止零 件磨损松动变形，影响台秤的灵敏度和准确性。 （7）台秤使用后必须关闭制动器，取下增砣，将游砣移至零 位处，并放在干燥、清洁、无腐蚀的地方。 （8）要妥善保管台秤的增砣、增砣盘等，以防止调整腔内调整物脱落， 影响台秤的准确性。 （9）台秤的零部件切勿涂以油类（除轮轴外），

6、以防止尘土粘滞，阻 碍零部件的活动，影响台秤的灵敏度。 （10）台秤应设专人管理，建立定期的检查制度，以保证台秤的性能 可靠。 （11）台秤使用维护人员要做到“五勤”：勤校空秤、勤校秤、勤检 查零件、勤清洁、勤保养。 （12）台秤出现故障时应通知维修部门及维修人员进行检查处理。 2、电子台秤、电子台秤 属于电子衡器，在第五章讲解属于电子衡器，在第五章讲解 n第四章第四章 电子衡器电子衡器 n1、电子衡器的组成、电子衡器的组成 n（1）承重和传力机构）承重和传力机构 n承重和传力机构是将被称物体所产生的重力传递给力承重和传力机构是将被称物体所产生的重力传递给力-电转换单元的全部机械系统。电转换单

7、元的全部机械系统。 一般包括承重台面或叫载荷接受器、秤桥结构、吊挂连接部件及限位减振机构等。一般包括承重台面或叫载荷接受器、秤桥结构、吊挂连接部件及限位减振机构等。 n（2）力）力-电转换元件电转换元件 n一般称为一次仪表或一次转换元件一般称为一次仪表或一次转换元件,它可以将作用于该元件上的非电量重力按它可以将作用于该元件上的非电量重力按 一定的函数关系通常是线性的转换为电量电压、电流、频率等输出。对一定的函数关系通常是线性的转换为电量电压、电流、频率等输出。对 机电式电子衡来说力机电式电子衡来说力-电转型换元件就是光栅、码盘等电转型换元件就是光栅、码盘等,对传感式衡器来说力对传感式衡器来说力

8、-电转电转 换元件就是各种称重传感器。换元件就是各种称重传感器。 n（3）测量显示部分）测量显示部分 n一般这部分习惯上称为称重显示仪表或二次仪表一般这部分习惯上称为称重显示仪表或二次仪表,它用于测量一次转换元件输出的它用于测量一次转换元件输出的 电信号值电信号值,并以模拟方式或数字方式把重物的量值显示出来。为提高测量的准确度并以模拟方式或数字方式把重物的量值显示出来。为提高测量的准确度, 加快称量速度加快称量速度,在显示仪表中已广泛采用微处理机和小型电子计算机在显示仪表中已广泛采用微处理机和小型电子计算机,提高了电子提高了电子 衡器的自动化程度。衡器的自动化程度。 n（4）电源）电源 n指给

9、称重传感器测量桥路供电的高稳定度的激励电源指给称重传感器测量桥路供电的高稳定度的激励电源,它可以是交流或直流的稳压它可以是交流或直流的稳压 电源电源, n也可以是稳流电源。也可以是稳流电源。 电子衡器的组成电子衡器的组成 计算机 称重仪表称重仪表 秤台秤台 称重传感器称重传感器 接线盒 信号电缆 打印机 基本部分基本部分 外围设备外围设备 2、称重传感器、称重传感器 （1）称重传感器的种类称重传感器的种类 根据力根据力- -电变换的工作原理不同电变换的工作原理不同, ,称重传感器主要有称重传感器主要有: :电阻应变电阻应变 式、电感式、电容式、电磁压电式和振频式等。其中使用最广泛式、电感式、电

10、容式、电磁压电式和振频式等。其中使用最广泛 的是电阻应变式称重传感器。的是电阻应变式称重传感器。 （2）称重传感器的特点称重传感器的特点 结构简单体积小结构简单体积小。 线性和重复性好线性和重复性好, ,滞后小滞后小, ,其综合相对准确度可高达其综合相对准确度可高达0.015%0.015%。 工作可靠工作可靠, ,长期稳定性好长期稳定性好。 可以做成拉、压两种可以做成拉、压两种, ,且受拉和受压的输出特性对称性好且受拉和受压的输出特性对称性好。 有互换性有互换性, ,使用维修方便使用维修方便, ,易于和电子测量仪表匹配易于和电子测量仪表匹配。 寿命长寿命长, ,灵敏度高灵敏度高。 频率响应好频

11、率响应好, ,能用于动态测量。能用于动态测量。 按传输信号分为模拟式传感器和数字式传感器按传输信号分为模拟式传感器和数字式传感器 数字式传感器优点：数字式传感器优点： 全部通过数学模型进行各种性能的数字补偿，精度高。全部通过数学模型进行各种性能的数字补偿，精度高。 内有防雷设计。内有防雷设计。 采用专门的接口和通讯协议采用专门的接口和通讯协议, ,无法作弊。无法作弊。 （3）电阻应变式称重传感器的工作原理）电阻应变式称重传感器的工作原理 电阻应变式称重传感器是将重力转换成应变量,然后通过电 阻应变片将应变量转换成电阻的相对变化量。为了便于测量,还 需要通过电桥将电阻的相对变化量转换成电压。电阻

12、应变式称 重传感器通常由弹性元件、电阻应变片和测量桥路组成。 弹性元件的工作原理弹性元件的工作原理 弹性元件是传感器中最基本的敏感元件,它是利用金属材料的 应力-应变效应进行工作的,其工作原理与弹簧秤、百分表式测 力计中的弹性元件相同,只不过其变形大小有所不同而已。 电阻应变片的工作原理电阻应变片的工作原理 电阻应变片是传感器中关键的传感元件,它是利用应变-电阻效 应进行工作的,应变片粘贴在弹性元件上,弹性元件受力变形传 给应变片,使其阻值发生相应变化,把所称的物体重量转换成相 应的阻值变化量。 测量电桥的工作原理台上的重量通过弹性体的变形台上的重量通过弹性体的变形 引起电阻应变计的阻值变化转

13、变为成比例的电信号输出。 n第五章 常用电子衡器的结构和原理 1、电子汽车衡 1）结构 电子汽车衡由秤体、称重传感器以及称重显示控制仪表等组 成基本系统,还可配装数字输出接口部件、打印机等,其结构如图 所示,点划线内为可装备部件。 2）工作原理 电子汽车衡的工作原理是当称重物体或载重汽车停放在秤台 上,载荷通过秤体将重量传递给称重传感器,使其弹性体产生变形, 于是粘贴在弹性体上的电阻应变计产生应变,应变计连接成的桥路 失去平衡,从而产生了电信号。该电信号的大小与物体的重量成正 比,在最大称量时通常为203O mV。该信号经前置放大器放大,再 经二级滤波器滤波后,加到模数转换器将模拟量变成数字量

14、,再由 CPLI微处理器进行处理后,使显示器显示出物体的重量。 2、电子轨道衡 1）结构 2）工作原理 3、电子台秤、电子台秤 第六章第六章 电子衡器的日常维护电子衡器的日常维护 1、司磅人员和仪表维修人员均需通过专门培训才能从事操作和维修。 2、衡器必须按照国家有关检定规程定期检定,。 3、秤台维护、秤台维护 n秤台四周间隙内不得卡有石子，木块等异物。 n经常检查限位间隙是否合理。 n检查称重传感器钢球受力情况（电子台秤应放在坚实平整的地面上， 各部位接触良好，台面要保持水平）。 4、显示仪表维护 n称重显示控制器须先开机预热，一般为30分钟左右。 n系统加电前，必须检查电源的连接是否可靠；下班停机后，必须切断 电源（拔下电源插头） 。 n卸载时检查显示器回零情况，空载时检查零点的稳定性。 n如发生故障时应迅速断电，然后通知维修部门及人员进行检查处理。 5 5、称重显示控制器避免靠近热源、振动源，使用、称重显示控制器避免靠近热源、振动源，使用 环境中不应有易燃易爆气体或粉尘。环境中不应有易燃易爆气体或粉尘。 6 6、称重显示控制器长期不用、更换保险丝、移动、称重显示控制器长期不用、更换保险丝、移动 位置或清除灰尘等情况时，务必切断电源。位置或清除灰尘等情况时，务必切断电源。 7 7、称重显示控制器长期不用时（如一个月以上），、称重显示控制器长期不用时（如一个月以