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第一節(jié)  汽車衡器的組成及工作原理

一、汽車衡器的工作原理

被稱重物或載重汽車停在秤臺(tái)上，在重力的作用下，秤臺(tái)將重力傳遞至傳感器，導(dǎo)致附著在傳感器上的彈性體發(fā)生變形，則彈性體應(yīng)變梁上的應(yīng)變電阻片及橋路失去平衡，輸出與重量數(shù)值成正比的電信號(hào)，經(jīng)線性放大器將信號(hào)放大，再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，由儀表內(nèi)的微處理機(jī)對(duì)重量信號(hào)進(jìn)行處理后直接顯示重量數(shù)。配置打印機(jī)后，即可打印稱重?cái)?shù)據(jù)；如配置計(jì)算機(jī)，可將計(jì)量數(shù)直接輸入稱重管理系統(tǒng)進(jìn)行綜合管理。

二、電子汽車衡器的組成

承重和傳力部分：將物體的重量傳遞給稱重傳感器的全部裝置，包括稱重臺(tái)面、吊掛連接單元、安全限位裝置、地面固定件和基礎(chǔ)設(shè)施等。

稱重傳感器：介于秤臺(tái)和基礎(chǔ)之間，將被稱物的重量轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)，經(jīng)信號(hào)電纜輸出至稱重顯示儀表進(jìn)行稱量的測(cè)試。

顯示儀表：用以測(cè)量稱重傳感器輸出的電信號(hào)，經(jīng)對(duì)電信號(hào)處理后，以數(shù)碼形式輸出數(shù)據(jù)。

電源：主要指向稱重傳感器提供的橋路激勵(lì)電源和儀表線路工作的電源。

SCS系列電子汽車衡主要由秤臺(tái)、傳感器、連接件、限位裝置、顯示儀表及接線盒等零部件組成，還可以選配打印機(jī)、大屏幕顯示器、計(jì)算機(jī)和穩(wěn)壓電源等外部設(shè)備。限位器的作用主要是保證稱量結(jié)果準(zhǔn)確、誤差小（即使有強(qiáng)烈沖擊或颶風(fēng)等橫向力的作用也能使秤安全工作）。限位器主要是防止秤臺(tái)橫向移動(dòng)和左右晃動(dòng)幅度。

三、電子汽車衡器的特點(diǎn)和主要用途

SCS汽車衡器與傳統(tǒng)的機(jī)械衡器、其它地上衡器相比，有很多顯著的優(yōu)點(diǎn)：如稱量迅速、準(zhǔn)確、靈敏度高，數(shù)字顯示、直觀易讀，穩(wěn)定性、可靠性強(qiáng)，壽命長(zhǎng)久，特別是在危險(xiǎn)、惡劣環(huán)境下，更能體現(xiàn)電子衡器的作用。整個(gè)汽車衡器系統(tǒng)有穩(wěn)定可靠的高精度傳感器和智能化儀表顯示，儀表有高靈敏度、高分辨率、穩(wěn)定可靠、便于打印的優(yōu)點(diǎn)，如果與計(jì)算機(jī)、稱重軟件組成稱重管理系統(tǒng)，還能夠?qū)崿F(xiàn)稱重的遠(yuǎn)距離傳輸、集中自動(dòng)化管理。

SCS汽車衡的秤體系統(tǒng)也有很多優(yōu)點(diǎn)，比如：秤體重量輕（平臺(tái)為超薄型鋼結(jié)構(gòu)），便于安放、搬運(yùn)，安裝調(diào)試和維護(hù)很方便，可以采用淺基坑和無(wú)基坑2種安裝形式，基礎(chǔ)施工投資費(fèi)用低。

SCS汽車衡一般用于港口、機(jī)場(chǎng)、礦山、冶金、工廠企業(yè)等大宗載重貨物車輛的稱重計(jì)算。

四、型號(hào)規(guī)格

電子汽車衡通常用：SCS-鬃?表示，其中：第一個(gè)S代表地上衡；C：代表傳力結(jié)構(gòu)—傳感器；第二個(gè)S代表數(shù)字顯示；后面的“鬃?"代表最大稱量。比如：SCS-80，表示80噸的電子汽車衡。

五、汽車衡的功能介紹

（1）顯示功能

一般能顯示以下內(nèi)容：毛重、凈重、皮重、超載報(bào)警或顯示，有的衡器還可以顯示以下內(nèi)容：稱重次數(shù)、日期、時(shí)刻、車號(hào)、類別等。

（2）有處理功能

包括：分度值、分度數(shù)設(shè)定；量程設(shè)定；打印記錄等，有的汽車衡還可以根據(jù)用戶要求有皮重記憶、凈重分類及累計(jì)、日?qǐng)?bào)打印單據(jù)、月報(bào)打印單據(jù)、金額計(jì)算、體積計(jì)算等處理功能。

六、   現(xiàn)代電子衡器的發(fā)展趨勢(shì)

稱重傳感器向高準(zhǔn)確度、高穩(wěn)定性及環(huán)境適應(yīng)性更強(qiáng)發(fā)展，同時(shí)，使用方便、價(jià)格成本下降。微電子技術(shù)的應(yīng)用，使數(shù)據(jù)處理能力不斷增強(qiáng)，單臺(tái)秤的可靠性提高，同時(shí)形成分布式稱重集中數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，具有自適應(yīng)自診斷及對(duì)即將發(fā)生的故障具有預(yù)警功能的電子衡器也會(huì)出現(xiàn)。

第二節(jié)      秤體結(jié)構(gòu)

一、A型結(jié)構(gòu)采取框架型結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由直接外購(gòu)的型鋼焊接而成，工藝簡(jiǎn)單，成本較低，技術(shù)含量低，是一種不合理結(jié)構(gòu)。一般該種結(jié)構(gòu)采用縱向6根主梁組成，主梁與主梁之間間距較大，間距間的臺(tái)面無(wú)支撐點(diǎn)，車輛行駛時(shí)，必須嚴(yán)格沿著秤臺(tái)的中心線行使，保證車輪壓在內(nèi)主梁上，不能跑偏；如果車輛跑偏，車輪沒(méi)有壓到縱向承重梁上，秤臺(tái)表面會(huì)變形彎曲，導(dǎo)致開(kāi)焊，影響秤重使用。特別是該秤不適用于地中使用。若在地中使用，車輛一旦橫向壓過(guò)，中心臺(tái)面就會(huì)立即下陷，秤臺(tái)變形。

二、B型結(jié)構(gòu)采用U型鋼做縱梁的結(jié)構(gòu)方式，該結(jié)構(gòu)縱向一般采用6-8根U型縱梁，一根U型縱梁有2條直邊，相當(dāng)于A型結(jié)構(gòu)的兩根縱梁，因此B型結(jié)構(gòu)的承重縱梁一般在6*2至8*2之間。他們之間的間距平均不大于30公分，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于雙排車輪的寬度，因此任何車輛在該秤臺(tái)上，無(wú)論橫向、縱向行駛，均不會(huì)將秤臺(tái)臺(tái)面壓陷，而且該結(jié)構(gòu)U型槽與臺(tái)面為滿焊工藝，從而使U型槽與臺(tái)面形成一種箱體結(jié)構(gòu)，使得車輛無(wú)論如何行駛，臺(tái)面均平整不會(huì)變形。

第三節(jié)      傳感器

一、稱重傳感器的結(jié)構(gòu)

應(yīng)變電阻片。

彈性體。彈性體的功能有2個(gè)：首先，它承受傳感器所受到的外力，對(duì)外力產(chǎn)生反作用力，達(dá)到相對(duì)靜平衡；其次，使附著在表面的應(yīng)變電阻片比較理想的產(chǎn)生變形。

檢測(cè)電路：功能是將電阻變化轉(zhuǎn)換為電壓輸出，檢測(cè)電路常用惠斯登電橋，因?yàn)榛菟沟请姌蚓哂泻芏鄡?yōu)點(diǎn)：可以抑制溫度變化的影響；可以抑制側(cè)向力干擾；可以比較方便的解決傳感器的補(bǔ)償問(wèn)題等。

二、傳感器常用技術(shù)參數(shù)

額定容量：生產(chǎn)廠家給出的傳感器稱量范圍的上限值（單位是t，kg或g）。

額定輸出（靈敏度）加額定載荷和無(wú)載荷傳感器輸出信號(hào)的差值。由于傳感器的輸出信號(hào)與所加的激勵(lì)電壓有關(guān)，所以額定輸出的單位以Mv//V來(lái)表示，稱為靈敏度。

靈敏度什睿捍 釁魘導(dǎo)識(shí)疃ㄊ涑鲇氡瓿貧疃ㄊ涑鮒 疃愿帽瓿貧疃ㄊ涑齙陌俜直取?/font>

非線性：稱重傳感器進(jìn)程校正曲線偏離直線的偏差。

輸出阻抗：電源激勵(lì)輸入端短路，傳感器未加載荷時(shí)，從信號(hào)輸出端測(cè)得的阻抗。

絕緣阻抗：傳感器的電路和彈性體之間的直流阻抗值。

蠕變：在負(fù)荷不變的情況下，秤重傳感器輸出隨時(shí)間的變化。

使用溫度范圍：傳感器在此溫度輸入阻抗：信號(hào)輸出端開(kāi)路，傳感器未加負(fù)荷時(shí)，從電源激勵(lì)輸入端測(cè)得的阻抗值。

輸出阻抗：電源激勵(lì)輸范圍內(nèi)使用，其任何性能參數(shù)均不會(huì)產(chǎn)生變化。

三、   傳感器選用的一般規(guī)則

1、結(jié)構(gòu)型式的選擇

選用何種結(jié)構(gòu)型式的傳感器，主要看衡器的結(jié)構(gòu)和使用的環(huán)境條件。如果制作低外形衡器，一般應(yīng)選用懸臂梁式或輪輻式傳感器；若對(duì)外形高度要求不嚴(yán)，則一般采用柱式傳感器；如果使用環(huán)境很潮濕或者有很多粉塵，則應(yīng)該選用密封較好的傳感器；如果在有爆炸危險(xiǎn)的環(huán)境下使用，則應(yīng)選用安全度較高的傳感器；如果在高架稱重系統(tǒng)中使用，則應(yīng)考慮安全及過(guò)載保護(hù)；如果在高溫環(huán)境下使用，則應(yīng)選用有水冷卻護(hù)套的傳感器；如果在高寒環(huán)境下使用，則應(yīng)考慮使用有加溫裝置的傳感器。

在型式選擇中，還有一個(gè)要考慮的重要因素：維修的方便與否及所需費(fèi)用，即一旦秤出了問(wèn)題，是否能方便、迅速的獲得零部件，如果不能，說(shuō)明選擇的傳感器型號(hào)不合適。

2、量程的選擇

秤的稱量值越接近傳感器的額定容量，則其稱量準(zhǔn)確度越高，但在實(shí)際使用時(shí)，由于存在秤體自重、皮重及振動(dòng)、沖擊、偏載等情況，因而不同的秤選用傳感器量程的原則不同，一般來(lái)說(shuō)，遵循以下原則：

單傳感器秤：固定載荷（秤體、容器等的重量）+變動(dòng)載荷（需稱量的載荷）≤傳感器額定載荷?0%；

多傳感器靜態(tài)秤：固定載荷（秤體、容器等的重量）+變動(dòng)載荷（需稱量的載荷）≤傳感器額定載荷?0%?傳感器個(gè)數(shù)。

需要說(shuō)明的是：首先，所選擇傳感器的額定容量應(yīng)符合傳感器供貨單位的標(biāo)準(zhǔn)，否則，選擇了非標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，不但價(jià)格高，而且損壞后難以更換；其次，在同一秤上，不允許使用額定容量不同的傳感器，否則該系統(tǒng)不能正常工作；再次，所謂變動(dòng)載荷（需稱量的載荷）是指加于傳感器的真實(shí)載荷，若從秤臺(tái)到傳感器之間的力在傳遞過(guò)程中，受到外力的影響，則稱重不準(zhǔn)確。

3、準(zhǔn)確度的選擇

傳感器準(zhǔn)確度等級(jí)的選擇，只要能夠滿足秤準(zhǔn)確度等級(jí)的要求即可。即若2500分度的傳感器能滿足要求，切勿選用3000分度的。

四、傳感器的安裝、調(diào)試與維修

1、傳感器的安裝

要輕拿輕放，尤其是對(duì)于用鋁合金材料制造彈性體的小容量傳感器，任何沖擊、跌落，對(duì)傳感器本身的性能都會(huì)造成極大損害；對(duì)于大容量的傳感器，一般來(lái)說(shuō)有較大自重，故而要求在搬運(yùn)、安裝時(shí)，盡可能使用適當(dāng)?shù)钠鸬踉O(shè)備（如手拉葫蘆、電動(dòng)葫蘆等）

水平調(diào)整：?jiǎn)蝹€(gè)傳感器安裝底座的安裝平面要用水平儀調(diào)整水平；多個(gè)傳感器安裝底座安裝平面要盡量調(diào)整到一個(gè)水平面上（相對(duì)誤差在3-5毫米），目的是使各傳感器承受的負(fù)載基本一致。

每種傳感器的受力方向都是確定的，使用傳感器時(shí)，一定要在受力方向上加載，橫向力、側(cè)向力等非受力方向上加載，應(yīng)避免。

盡量采用有自動(dòng)定位（或自動(dòng)復(fù)位）功能的傳感器，如含有球形軸承、關(guān)節(jié)軸承、定位緊固器等，這樣的傳感器可以防止某些橫向力作用在傳感器上。

傳感器周圍應(yīng)設(shè)置一些檔板，或者把傳感器罩起來(lái)，這樣可以防止因進(jìn)入贓物、灰塵等使可動(dòng)部分運(yùn)動(dòng)不爽造成的影響稱量精度的現(xiàn)象。判斷可動(dòng)部分是否運(yùn)動(dòng)不爽，可以用以下方法：在秤臺(tái)上增加或減少千分之一的額定負(fù)荷，如果顯示儀表有反映，說(shuō)明可動(dòng)部分運(yùn)轉(zhuǎn)正常。

傳感器雖有一定的過(guò)載能力，但在秤的安裝過(guò)程中，應(yīng)防止傳感器超載，即使是短時(shí)間的超載也會(huì)造成傳感器損壞，所以在安裝過(guò)程中，可以先用一個(gè)和傳感器等高度的墊塊代替?zhèn)鞲衅?，最好放平后，再安裝傳感器。

傳感器在使用中，應(yīng)注意以下問(wèn)題：傳感器應(yīng)采用絞合銅線形成電器旁路，以保護(hù)傳感器免受電焊、電流或雷電的危害；避免接受強(qiáng)烈的熱輻射，尤其是單側(cè)的強(qiáng)烈熱輻射。

2、電氣連接

傳感器的信號(hào)電纜，不能和強(qiáng)電電源線或控制線并行布置（如不能把傳感器信號(hào)線和強(qiáng)電電源線及控制線放在同一管道內(nèi)），如果必須并行布置，那么線與線之間的距離應(yīng)保持在50厘米以上，并把信號(hào)線用金屬管套好。

傳感器信號(hào)線如果需要延長(zhǎng)，應(yīng)采用特制的密封電纜接線盒，如果不用此種接線盒，而采用電纜與電纜直接對(duì)接的方式，則應(yīng)注意密封防潮，接好后應(yīng)檢驗(yàn)絕緣電阻，且達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)（2000-5000M），必要時(shí)，重新標(biāo)定傳感器。

若信號(hào)電纜線很長(zhǎng)，又要保證很高的測(cè)量精度，應(yīng)考慮采用帶有中繼放大器的電纜補(bǔ)償電路。

所有通向顯示儀表或從儀表引出的導(dǎo)線，均應(yīng)采用屏蔽電纜，屏蔽線的連接及接地應(yīng)合理。

傳感器輸出信號(hào)讀出電路不應(yīng)和能產(chǎn)生強(qiáng)烈干擾的設(shè)備（如可控硅、接觸器等）及有很大熱量產(chǎn)生的設(shè)備放在同一箱體中，如果不能保證這一點(diǎn)，則應(yīng)考慮在它們之間設(shè)置障板隔離之，并在箱體內(nèi)安置風(fēng)扇。

3、注意事項(xiàng)

① 汽車衡在長(zhǎng)期使用中，往往由于超載、沖擊等原因，造成傳感器塑性變形，影響計(jì)量準(zhǔn)確度，所以需要更換傳感器。因?yàn)閭鞲衅麟S著額定載荷的增大，其輸出的微伏/分度信號(hào)是減少的，而不是增大，所以，在更換傳感器時(shí)，應(yīng)盡可能用和原來(lái)一樣載荷的傳感器。若想更換更大載荷的，就要注意顯示儀表量程是否可調(diào)，如果不可調(diào)，會(huì)因?yàn)轭~定載荷大而輸出的微伏/分度信號(hào)小不能滿量程輸出、顯示、撥碼調(diào)整達(dá)不到目的而不能使用；如果可以調(diào)整，則按說(shuō)明書要求設(shè)定和調(diào)試，同時(shí)也不要使額定載荷過(guò)大，否則會(huì)因?yàn)檩敵龅奈⒎?/span>/分度信號(hào)過(guò)小，容易降低秤的靈敏度。

② 更換傳感器后要經(jīng)過(guò)檢定合格，才能使用。

五、傳感器的配套件

①     連接件：連接件是一個(gè)傳力裝置，作用是把外力傳遞到傳感器上，若傳感器受到的力不在其設(shè)計(jì)的承載主軸線上，它將會(huì)承受到該力產(chǎn)生的橫向分力的作用，這會(huì)導(dǎo)致0.3%的誤差產(chǎn)生，這個(gè)誤差是很大的。所以，一般要求連接件在受垂直力作用后能正確把外力傳遞到傳感器上，同時(shí)還能夠復(fù)位。

②     接線盒：接線盒是傳感器采用全并聯(lián)方式連接的一個(gè)配套件，其目的是使各傳感器的輸出信號(hào)相同。

我們知道：在有N個(gè)傳感器的秤上，各傳感器能全并聯(lián)工作的條件是：S1/R1=S2/R2…=SN/RN，其中：S是各傳感器的靈敏度，R是各傳感器的輸出阻抗，意思是各傳感器的靈敏度與其輸出阻抗之比相等時(shí)，各傳感器才能并聯(lián)工作。在傳感器的生產(chǎn)過(guò)程中，要使每只傳感器的靈敏度和輸出阻抗都相同，是很難的，所以只能在安裝現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行微小的調(diào)整，這一工作就是在接線盒內(nèi)完成。

其實(shí)，接線盒相當(dāng)于一個(gè)無(wú)源電阻網(wǎng)絡(luò)，它為每個(gè)接進(jìn)來(lái)的傳感器準(zhǔn)備了一個(gè)精密的可調(diào)電阻，與傳感器的輸出端并聯(lián)。當(dāng)調(diào)節(jié)盒內(nèi)某個(gè)可調(diào)電阻時(shí)，相當(dāng)于改變了這只傳感器的輸出阻抗。這樣，就使得秤所使用的每只傳感器的輸出阻抗在一個(gè)小范圍內(nèi)可以調(diào)整，從而使的并聯(lián)工作的條件可以滿足，這就是接線盒的原理。

六、傳感器的分類

1、按結(jié)構(gòu)形式分類：柱式、橋式、輪輻式、懸臂梁式、板環(huán)式等。

柱式：特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，易于加工，成本費(fèi)用低，密封性能良好，對(duì)于潮濕環(huán)境很適用，可設(shè)計(jì)成壓式或拉式的，可以承受很大的載荷；其缺點(diǎn)是位移量小、靈敏度低。

橋式：傳感器彈性體為橋式，其兩端用兩只螺栓緊固到下面的支撐體上，其彈性體與支撐體之間有一間隙，為彈性體的受力變形空間。該類傳感器的特點(diǎn)如下：由于傳感器與秤體之間的連接為要求很低的間隙配合，所以安裝方便，維護(hù)簡(jiǎn)單，重復(fù)性好。

輪輻式：高度低、精度高、抗偏心載荷和側(cè)向力強(qiáng)。

剪切梁式：該類傳感器有以下特點(diǎn)：輸出信號(hào)不受稱重點(diǎn)位置變化的影響；線性好、精度高；傳感器受拉伸與壓縮時(shí)，切應(yīng)力的幅度與分布基本相同，即傳感器的拉伸、壓縮靈敏度基本相同，所以特別適用于同時(shí)受拉和壓的測(cè)量；外形低、體積小、重量輕，易于安裝和維修；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于密封；抗側(cè)向力強(qiáng)。

板環(huán)式：特點(diǎn)是輸出靈敏度高、受力狀態(tài)穩(wěn)定、溫度均勻性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于加工，可制成拉壓2種型號(hào)，對(duì)于0.5～30噸的拉壓方式稱重傳感器，這種方式是很好的。

目前，我公司采用的傳感器主要為橋式、柱式。

2、按傳感器輸出信號(hào)分類

模擬式：輸出信號(hào)為模擬信號(hào)。

數(shù)字式：輸出信號(hào)為數(shù)字信號(hào)。

新的傳感器在不斷涌現(xiàn)，以電阻應(yīng)變式稱重傳感器為主的局面在改變，特別是小稱量范圍內(nèi)的衡器，已經(jīng)使用更有*性的音叉振弦式傳感器替代電阻應(yīng)變式傳感器，成為十分有發(fā)展前景的新產(chǎn)品。它的優(yōu)點(diǎn)是：無(wú)需高穩(wěn)定度的激勵(lì)電源和A/D轉(zhuǎn)換器等電子線路，體積小，不要預(yù)熱，結(jié)構(gòu)緊密、快速響應(yīng)、批量生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)工具簡(jiǎn)單。