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关 键 词:蚌埠梅特勒托利多称重模块
行 业:仪器仪表 衡器 电子衡器
发布时间:2020-11-25
称重模块一般安装指南
向称重传感器施加力
使用应变计的称重传感器十分敏感,能够检测到重量发生的十分细微的变化。技巧是确保它们仅对您想要测量的重量作出反应,而不对其它力作出反应。要获得准确的重量读数,您必须认真核实重量施加至称重传感器的方式及位置。理论上,安装的称重传感器要使负载在整个重量范围内垂直施加(参见图 5-1)。
要获得理想的称重效果,称重容器和称重传感器支撑需要保持水平和平行,并且要务必无比牢固。如梅特勒托利多称重模块
果料罐秤及其结构支撑经过仔细设计和安装,那么秤就可以获得理想的载荷应用。如果秤安装不正确,则由多种力会影响其精确度。下面的部分讲述的是料罐秤应用中常碰到的载荷问题。
角向载荷
如果力并非完全垂直施加至称重传感器,那么就会发生角向负载。这一对角力可看作是其垂直组件和水平组件的合力。在设计完好的称重模块应用中,称重传感器会感应出重量(垂直作用力),但无法感应到侧向负载(水平力)。
为带有称重传感器的称重模块应用固定在底座上。料罐重量产生的力完全垂直向下。图 5-2b 中的作用力有一定的角度。该角向力的垂直组件 (F) 垂直于称重传感器, 并受到感应;相当于图 5-2a 中施加的力。水平组件(侧向力)= F × Tangent θ.
所示为角向负载是如何影响固定在进行称重的料罐上的称重传感器。图 5-3a 所示为作用力完全垂直的理想安装情况。在图 5-3b 中,垂直于称重传感器并受到感应的作用力 (FN) 会小于理想安装情况下施加到称重传感器上的垂直作用力 (F)。这种情况下,FN = F × Cosine θ.梅特勒托利多称重模块
如果垂直作用力的施加方向不在中心线上,就会出现偏心荷载。这一问题可能由热膨胀和收缩所致,也可能由安装硬件设计不佳所致。使用能够适应膨胀和收缩的称重模块,您就可以避免偏心荷载问题。
侧向载荷和端部载荷
如果水平力作用于称重传感器的侧面或端部,则会发生侧向负载和端部负载(请参见图 5-5)。它们可能由热膨胀和收缩、偏离或者动态负载引起的容器移位所致。侧向和端部作用力可能会影响秤的线性和磁滞。对于静态负载应用而言,请使用能够抵消热运动的称重模块系统。而对于动态负载应用而言,请使用带有自校准负载销悬架的称重模块系统。
施加至称重传感器的侧向作用力和端部作用力
如果侧向所用力转动称重传感器,则会发生转矩载荷。这可能由结构弯曲、系统动力则学、热运动或安装硬件偏离所致。转矩载荷会降低系统的精确度和可重复性。为避免发生这一问题, 请务必遵守相应的结构支撑和安装指南,并使用防止料罐运动的称重模块。
称重模块称重系统性能
精确度、分辨率以及可重复性是衡量一个称重系统性能的基本概念。精确度指的是秤仪表上的读数与秤上放置的实际重量的接近程度。秤的精确度通常根据公认的标准来衡量,比如 NIST 认证的校验砝码。
分辨率指的是数字秤能够检测到的小的重量变化。分辨率根据增量大小进行衡量,取决于称重传感器和数字仪表的功能。数字重量仪表可能能够显示非常小的增量,比如 0.01 磅 [5 克];但是这并不表
示系统的精确度达 0.01 磅 [5 克]。
图 3-1 有助于您区分精确度和分辨率。即使仪表的分辨率为 0.01 磅 [0.005 千克],重量度数的精确度也
不能达到 0.32 磅 [0.145 千克]。分辨率取决于仪表的电子电路。现在的许多工业仪表都可以都可以将称
重传感器信号分为 1,000,000 个刻度,并且实际可以显示 100,000 个刻度。显示的分辨率取决于仪表的分配方式。但是显示增量的大小不能使秤精确到该增量。
梅特勒-托利多有多少个称重模块?
可重复性指的是当在秤上放置相同的重量时,称能够显示相同的重量读数。这在配料和填料应用中尤
为重要,每一批都需要相同量的物料。可重复性和精确度是紧密相关的。您所拥有的系统可重复,却
未必准确;但是系统只有在可重复的情况下才能准确。
以下因素会影响称重模块称重系统的精确度和可重复性。稍候本手册对其进行了详细说明。
?环境因素:风力、地震力、温度、振动
?称重模块系统支撑结构
?料罐和容器设计
?管路设计(活动至固定连接)
?称重传感器和终端的质量
?称重传感器总量程
?校准
?操作 / 装运因素
梅特勒托利多称重模块秤性能
风吹向秤会同时对零度数和跨度读数产生或积极或消极的影响。平稳的风在零度数和跨度读数时产生
的稳定偏移,但是阵风比较典型,会在零度数和跨度读数时造成不稳定性;好的情况下,这只会造成秤操作困难,坏的情况下则会导致重量值出现严重错误。风影响秤的方式有很多种:
1.风水平吹向秤的侧面会导致负载在称重模块间转移,如上一部分的第 2 点所述;这会导致某些称重模块过载,也会影响重量读数的精确度。由于存在制造公差,所有的称重传感器的额定输出都有一定的浮动;这在数据表中通常通过在额定输出(单位:mV/V)后跟 ± 公差值(范围:0.1 到 5%)来表示。如果秤无法改变位置(通常为对自动调平的物料,比如液体,进行称重的料罐秤),由于称重传感器的这一输出浮动(单位:mV/V),转移的重量就很有可能记录不同。选择公差 (mV/V) 较小的称重传感器可以大程度上减少这类误差,同时在校准前(通过微调接线盒)进行调整移位也可以消除这一误差。称重模块中使用的梅特勒-托利多称重传感器一般都经过调整,公差 (mV/V) 都在
±0.25% 范围内或者更小,Flexmount 和 Centerligne 使用的 0745A 已调整至 ±0.1%。梅特勒托利多称重模块
2.水平吹来的风也会对秤的上表面和下表面的垂直组件产生作用力。如果上表面和下表面完全对称, 气流模式相同,那么产生的垂直作用力就会相等并且相反,因此会抵消。但是,这种情况并不存在,特别是考虑到附属物的情况下,比如混合器、管路、检视舱口和支撑架。事实上,这些力很难量化,唯一可行的方法就是遮盖住秤或者将其置于室内,强烈建议在要求较高的精确度的情况下采用这样方法,另请参见下面的“温度效应”部分。注意,位于建筑背风面的料罐不一定会受到风的影响,建筑上的气流会在背风处产生气压梯度,并对秤产生垂直合力。
3.如果风向与水平线呈角度,那么垂直合力就会作用于秤,这会直接影响秤的读数。如果秤位于斜坡上或者风向被建筑物或其它障碍物改变,就会导致这一状况发生。如果来自风扇或 HVAC 系统的气流直接从上方作用于小量程工业称或实验室天平,那么在室内也会发生同样的问题。
4.如果风在大型台秤的下方汇集,就会发生问题,导致压力增大,平台倾倒。将秤置于四面墙壁完好的基坑中,以保护秤。
梅特勒托利多称重模块确定系统分辨率
非交易过程称重
称重传感器和仪表结合来产生所需系统分辨率或增量的能力水平可通过以下公式计算得出:
信号强度 = 所需增量大小 × 称重传感器输出 (mV/V)* × 激励电压 × 1,000
(伏特每增量) 单个称重传感器量程 × 称重传感器数量
大多数梅特勒-托利多称重传感器的输出为 2 mV/V。
在公式中输入所需增量,同时输入称重传感器和仪表参数,始终采用相同的重量单位。如果信号强度
(伏特每增量)低于仪表允许的小值,系统就可以提供所需的分辨率。
梅特勒托利多称重模块示例 1:
假设假设料罐秤的仪表上安装了四个 5,000 磅称重传感器 (2 mV/V),仪表激励电压为 15 VDC,小值为
0.1 微伏每增量,显示的大增量为 100,000。您想要称起的重量达 15,000 磅,增量为 2 磅(显示的增量为 7,500)。根据公式算出所需的信号强度:
2 lb × 2 mV/V × 15 VDC × 1,000 = 3.0 微特每增量
5,000 lb × 4
仪表的可取的小信号强度为 0.1 微伏每增量。由于根据公式计算得出的信号为 3.0 微伏每增量,大于
该 0.1 微伏每增量,因此您能够显示 2 磅增量。
示例 2:
假设料罐秤的仪表安装了四个 1100 千克的称重传感器 (1.94 mV/V),仪表的激励电压为 5 VDC,小值为 0.1 微伏每增量,显示的大增量为 100,000。您想要称起的重量达 1,000 千克,增量为 0.2 kg(显示的增量为 5000)。根据公式算出所需的信号强度:
0.2 kg × 1.94 mV/V × 5 VDC × 1,000 = 0.44 微伏每增量
1100 kg × 4
仪表的可取的小信号强度为 0.1 微伏每增量。由于根据公式计算得出的信号为 0.44 微伏每增量,大
于该 0.1 微伏每增量,因此您能够显示 0.2 千克增量。
合法贸易交易称重
如果您用砝码称重来购买和/或销售物料,分辨率或增量则会受到秤的许可的限制。下面一部分介绍合
法贸易应用的行业标准以及这些标准对称分辨率的限制。