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地磅秤(又称承载器)、称重传感器和电子称重仪三

文章出处:admin 人气:发表时间:2021-03-27 09:31

地磅是市场上广泛使用的大型电子衡器,有关地磅应用研究的文章很多。高精度汽车衡在计量精度方面仍存在段落差、四角称重不一致等问题,误差值不被用户接受。本文从秤台的制造质量开始,探讨了影响秤台精度的秤台制造质量。
一、引言。
地磅由地磅秤(又称承载器)、称重传感器和电子称重仪三部分组成。业界普遍认可的观点是:仪器是地磅的大脑,负责地磅的称重数据显示、模数(A/D)转换、称重数据处理、数据传输等功能;称重传感器是地磅的心脏部分,确定了地磅的力电转换、计量精度等技术指标;秤是汽车衡的承载器,负责承载被测重量,保证重量传递过程中不影响地磅的计量精度。GB/T723《固定电子衡器》典型模块的误差分配表说明称重传感器的误差分配系数为0.7,称重指示器的误差分配系数为0.5,连接件(包括承载器)的误差分配系数为0.5,即提醒设计师和生产者,在衡器的整个系统中,对计量精度有影响。
二是秤台结构分析。
以目前流行的U型梁地磅为例,见图1和图2。
001.jpg
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(t),
图1u型梁沿秤横向布置图2端梁结构图。
002.jpg
从图中可以看出,U型梁在横向上按一定间距均匀分布;秤的面板沿整个秤均匀分布;端梁设置在秤的两端,结构上也是横向左右对称,纵向两端对称。与秤的纵向相比,传感器的安装位置也是左右对称的。所以秤是横向左右对称,纵向两端对称的结构。
三是传感器受力分析。
由于传感器放置在秤的纵向左右对称位置,相对于秤的纵向,左右相对位置的传感器输出应该基本相等。在秤的长度方向上,为了设计地磅的纵向碰撞防止装置,需要防止地磅秤在重轴车轮上下秤时倾斜扭矩过大,使秤倾斜损坏传感器,并考虑基础与传感器安装位置之间的间隙。因此,沿着秤的长度方向安装的传感器,相邻的称重传感器的输出信号不一定相等,需要根据秤的具体结构进行分析。以三个秤的地磅为例,我们可以简单地得出以下结论(见图3):
003.jpg
图3三节秤的8个传感器布置图。
1:2:00、3-4:00、56:00和78:00的传感器在加载前的初始零点输出应基本相等。
1278点,四个传感器加载前的初始零点输出应该基本相等。
3456点,四个传感器加载前的初始零点输出应基本相等。
(1、2、7、8)传感器初始受力零点输出信号约为(3、4、5、6)传感器初始受力零点输出信号的一半。
当衡器使用数字称重传感器时,在校秤阶段,传感器的初始信号输出可以通过称重仪表轻松检测到;即使使用模拟传感器,也可以通过接线盒的线路调整单独连接的传感器,从而获得每个模拟传感器的初始信号输出。
根据以前的分析,传感器的初始信号输出应符合各自的相互关系。当然有相对误差
误差越小越好,一般小于20%。
各点传感器输出信号的相互误差是衡器出厂校准和现场安装后校准的技术。
要求。
4.秤影响传感器初始输出信号的因素。
因为秤是对称设计的,所以传感器的初始输出信号大小,理论上应该符合各点之间的相互关系。但是,实际上有很大的误差,分析如下
就设计而言,地磅的整体秤设计有两种方式,一种是整体刚性连接结构型,通过连接螺栓与秤上的连接板,将三组(多组)秤紧密连接在一起。第二,独立秤的柔性设计,秤之间通过销钉与安装板连接,相邻的两个秤在发生变形时可以有一定的翻转角度,相互影响较小。由于秤在生产过程中发生变形,因此其传感器的初始输出信号存在差异。
就校秤平台或衡器基础各传感器安装墩的水平高度一致性而言,一般技术要求是各基础墩的相互高度误差为3mm,而生产厂家校秤平台传感器安装墩的基础高度误差较小,可达1mm以内。地基墩高度不一致,使得每个传感器的受力大小不一致,导致传感器的初始输出信号不同。
端梁上各传感器安装板之间的安装绝对高度差,如果在制造过程中没有做好高度定位,也会产生误差,其效果与基础墩的高度误差一致。
从秤台的制造质量来看,u型梁的厚度一般为6~10mm,制造厂采用大型宽钢板下料后弯曲,钢带直接下料后弯曲。u型梁的开口上缘由于制造技术不好会产生微小的波浪湾,整体u型梁在弯曲中和后续保管中也会在长度方向上左右弯曲或上下弯曲。u型梁弯曲板采用的材料不同,弯曲引起的尺寸误差也不同,u型梁中残留应力的大小和分布也不均匀。
在秤台焊接过程中,U型梁需要与秤台面板定位,其与秤台面板之间的间隙希望越小越好。首先说明U型梁上表面尺寸正确,另外焊接后的秤台要求是秤台在正常安装后,上表面要凸起一定的高度,对秤台施加预应力使秤台加载后水平,也使秤台在使用过程中不会留下水渍,不利于汽车制动,也便于清洗秤台,保持卫生,因此需要用外力(压力机或砝码重物)压下U型梁,使其反向变形,然后再进行焊接过程。从技术上讲,首先将7根U型梁的各个单边与秤台面板焊接在一起,使应力充分释放(必要时可卸下压力或重物),然后再焊接各U型梁的另一边,使整体秤台的应力较小。还可先焊接秤台中间部分的U型梁,然后向两边扩散焊接其他U型梁。最坏的工艺是在秤台受压力限制时,首先将U型梁焊接到U型梁的另一边。
5.秤制造质量对衡器精度的影响。
秤制造质量差,秤发生纵向或横向变形,秤中残留大量焊接残余应力未消除,当汽车轮轴行驶在汽车衡秤的不同位置时,秤的变形伴随着应力释放,变形重复性差。而且随着应力的释放,重量的传递值也会变得不准确,导致电子汽车衡称重不稳定,四角误差、段差超过用户要求或标准要求。校验时,会发现四角误差不易校验,校验时数据相同;观察传感器的空秤输出信号,也会出现数据不稳定的状态。
6.消除秤残余应力的方法。
从前面的分析可以看出,理想的电子汽车衡秤制造完成后,在校秤阶段,每个传感器的初始信号输出应符合上述第三部分中传感器的应力分析结果。如果差异很大,应进行应力消除处理。有许多方法可以消除应力。以下是一些相对简单的方法。
6.1静压超载。
在新的国家标准GB/T7723-2017固定电子衡器中,增加了一个条件:当衡器承受最大秤量125%的载荷时,秤的各个部件不应永久变形或损坏,施加时间为30分钟,载荷分布均匀。一方面可以检查秤的材料选择、焊接质量、秤的变形等。同时,过载静压法也是消除秤应力的好方法。在正常生产中,可以根据施加载荷的大小,如1/2Max、3/4Max、Max等确定静压时间。通过施加载荷静压前后传感器输出值的相对变化,设定超载静压时间和选择载荷值。
6.2振动时效法。
采用激振器消除秤的振动应力也是一种相对简单的方法。由于激振器工作时噪音高,可以在施力点与秤的接触处设置一些隔音装置。根据秤的尺寸、U型梁的厚度和高度、秤的设计秤的数量,设计激振器的尺寸、振幅、频率、激振位置和激振力。同样,工艺参数的设置需要在施加激振力之前。

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