本文介紹了地磅輪輻式稱重傳感器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理、輔助電源、接線方式，并分析了在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)該注意的問題，對推進(jìn)地磅輪輻式稱重傳感器在工業(yè)過程控制域的應(yīng)用具有重要的意義。

　　地磅稱重傳感器是一種將重量信號(hào)或拉、壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為可測量的電信號(hào)，并將電信號(hào)輸出的裝置。隨著傳感器技術(shù)、信息技術(shù)的不斷發(fā)展，地磅稱重傳感器也取得了飛速發(fā)展。我們只有了解了地磅稱重傳感器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理和實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)注意的問題，才能夠讓稱重傳感器更好的應(yīng)用于工業(yè)過程控制域，促進(jìn)工業(yè)發(fā)展。

　　1.稱重傳感器分類

　　地磅稱重傳感器按轉(zhuǎn)換方法可分為電容式、液壓式、電阻應(yīng)變式等多種類型，電阻應(yīng)變式因?yàn)榫雀摺y量范圍廣、頻響特性好等優(yōu)點(diǎn) 成為了使用的稱重傳感器 。電阻應(yīng)變式稱重傳感器按結(jié)構(gòu)形式可分為: 輪輻式、柱式、橋式、梁式和環(huán)式等。其中輪輻式稱重傳感器( 以下簡稱為輪輻式傳感器) 由于具有抗側(cè)向力和偏載能力強(qiáng)、重心低、便于安裝、結(jié)構(gòu)簡單、堅(jiān)固、線性和重復(fù)性好、過載能力強(qiáng)等特點(diǎn) ，被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)過程控制域。

　　2.地磅輪輻式傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理

　　地磅輪輻式傳感器主要由輪箍、輪轂和輪輻組成，結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。其中輪轂受載并傳遞載荷，輪箍環(huán)向承載，輪輻連接輪箍和輪轂，每根輪輻兩側(cè)中心的位置粘有電阻應(yīng)變計(jì)，且輪輻通常以成對方式對稱分布。

　　通常輪輻式傳感器配合稱重顯示儀表( 以下簡稱儀表) 一起使用，可直接顯示物體的重量，其工作原理為: 將待稱重物體放置在輪輻式傳感器上，輪輻上的電阻應(yīng)變片產(chǎn)生變形，稱重傳感器按一定的函數(shù)關(guān)系將重量轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的 mV 級(jí)電信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)前置放大、濾波、A /D 轉(zhuǎn)換等處理后直接在顯示屏上顯示物體重量 。

　　3.地磅輪輻式傳感器的輔助電源

　　由前述工作原理可知，輪輻式傳感器需要將重量信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并輸出，而輸出電信號(hào)時(shí)需外接電源來提供能量。配合儀表使用時(shí)，輸出電信號(hào)所需能量由儀表提供。因儀表大多使用 220V 交流電源，并且電壓允許變化范圍較廣，故配合儀表使用時(shí)可直接使用 220V 電源。

　　輪輻式傳感器有時(shí)還配合變送器使用，此時(shí)，輸出傳感器電信號(hào)所需能量由變送器提供。由于變送器的電源一般為5V、12V、24V 等，所以當(dāng)配合變送器使用時(shí)，不能直接接 220V 或 380V 電源，需利用開關(guān)電源將高電壓轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的低電壓才能正常工作。

　　4.地磅輪輻式傳感器接線方法

　　地磅輪輻式傳感器通常有 2 種接線方法: 四線制和六線制，由于四線制接法對儀表無特殊要求、使用方便，所以當(dāng)電纜線較短時(shí)，四線制使用率較高。

　　當(dāng)?shù)匕踺嗇検絺鞲衅髋浜献兯推魇褂脮r(shí)，需利用開關(guān)電源進(jìn)行降壓，此時(shí)從變送器電纜接頭引出 4 根線，顏色分別為紅、黑、白、綠。其中紅、黑線為電源線，與開關(guān)電源的紅、黑線相連;白、綠線是信號(hào)線，與上位機(jī)連接，用來采集輸出信號(hào)，通過上位機(jī)來監(jiān)測處理輸出信號(hào)。

　　5.地磅輪輻式傳感器應(yīng)用中的問題

　　5. 1 地磅輪輻式傳感器的量程

　　通常傳感器量程越接近傳感器承受到的載荷，其稱量準(zhǔn)確度就越高。因?yàn)槿舸Q重物體質(zhì)量較輕( 例如 10T) ，但選用了較大量程的傳感器( 比如為 50T) ，則得到的數(shù)值誤差會(huì)很大。在實(shí)際應(yīng)用中，還需考慮到偏載、振動(dòng)沖擊等對傳感器的影響，所以傳感器的量程若選的過小，將會(huì)損壞傳感器。因此選用傳感器時(shí)要考慮多種影響因素，才能保證傳感器正常工作并延長其使用壽命 。另外，當(dāng)輪輻式傳感器配合儀表使用時(shí)，由于儀表是通用設(shè)備( 有多個(gè)量程) ，使用不同承載量的稱重傳感器時(shí)其儀表也要選取合適量程。若選取不合適，工作人員可能會(huì)對采集的數(shù)據(jù)做出誤判和誤操作，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)損壞稱重傳感器。

　　5. 2 輪輻式傳感器的工作環(huán)境

　　隨著輪輻式傳感器技術(shù)的不斷成熟，其對工作環(huán)境的要求也更加寬松。但在實(shí)際應(yīng)用過程中，我們?nèi)孕杩紤]工作環(huán)境對傳感器的影響，如粉塵、潮濕環(huán)境會(huì)使傳感器短路; 腐蝕性較高的環(huán)境會(huì)造成傳感器彈性體受損或產(chǎn)生短路等 。所以在保證傳感器精度的前提下，我們要人為的避免惡劣工作環(huán)境對傳感器造成的不利影響。比如在粉塵、潮濕的環(huán)境下，可用焊接或其他方法將其*封閉，并把上部做成圓弧狀，使其受力均勻。另外，當(dāng)尺寸允許時(shí)，也可考慮在傳感器外部加一層保護(hù)罩，降低外界環(huán)境對傳感器的不利影響。

　　6.結(jié)語

　　本文介紹了地磅輪輻式傳感器的結(jié)構(gòu)、工作原理以及在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)注意的問題，能促進(jìn)大家對輪輻式傳感器的了解和研發(fā)，對保障輪輻式傳感器的安全應(yīng)用、延長壽命具有一定的指導(dǎo)意義。