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電子皮帶秤中傳感器如何工作？

電子皮帶秤；稱(chēng)量傳感器；測(cè)速傳感器

電子皮帶秤是一種用于測(cè)量和控制皮帶輸送機(jī)的速度和物料流量的實(shí)時(shí)控制器。

電子皮帶秤的工作過(guò)程是：物料通過(guò)皮帶秤秤臺(tái)時(shí),稱(chēng)重傳感器將重量信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并傳送給稱(chēng)重顯示控制儀。稱(chēng)重顯示控制儀不斷檢測(cè)秤架上物料的流量并與儀表內(nèi)的設(shè)定值進(jìn)行比較,得到實(shí)際流量與設(shè)定間的偏差值經(jīng)過(guò)儀表內(nèi)軟件一系列復(fù)雜的運(yùn)算后,稱(chēng)重顯示控制儀輸出PID電流信號(hào)到調(diào)速執(zhí)行設(shè)備(如變頻器)。調(diào)節(jié)皮帶或給料設(shè)備的速度,改變下料或出料量的大小使之與設(shè)定值趨于一致,從而實(shí)現(xiàn)定量給料的目的。

從稱(chēng)量原理可知,電子皮帶秤所測(cè)量物料的瞬時(shí)流量的數(shù)據(jù)采集主要采用兩種傳感器:即稱(chēng)量傳感器與測(cè)速傳感器。稱(chēng)量傳感器是測(cè)量承載器上物料的負(fù)荷值P(t)/(kg/m),測(cè)速傳感器是測(cè)量皮帶速度值v(t)/(m/s)。

測(cè)速傳感器的工作原理：

電子皮帶秤上所用測(cè)速傳感器目前主要有磁阻脈沖式、光電脈沖式兩類(lèi),模擬式測(cè)速發(fā)電機(jī)式測(cè)速傳感器早已不再使用,取而代之的是上述兩種輸出脈沖信號(hào)的數(shù)字式測(cè)速傳感器。

a)磁阻脈沖式測(cè)速傳感器:磁阻脈沖式測(cè)速傳感器中,線(xiàn)圈和磁鐵部分都是靜止的,與被測(cè)件連接,而運(yùn)動(dòng)的部分是用導(dǎo)磁材料制成的,當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),改變了磁路的磁阻,因而改變了貫通線(xiàn)圈的磁通,在線(xiàn)圈中產(chǎn)生了感生電勢(shì)。磁阻脈沖式測(cè)速傳感器從結(jié)構(gòu)上看有開(kāi)磁路和閉磁路兩種。在一個(gè)П型永久磁鐵上裝有兩個(gè)相互串聯(lián)的感應(yīng)線(xiàn)圈,滾輪與皮帶直接摩擦旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)等分齒輪旋轉(zhuǎn)。當(dāng)?shù)确铸X輪的凸起部分與磁極相對(duì)時(shí),回路磁通最大,當(dāng)?shù)确铸X輪的凹陷部分與磁極相對(duì)時(shí),回路磁通最小,感應(yīng)線(xiàn)圈上便感應(yīng)隨磁通變化的感應(yīng)電壓。感應(yīng)電壓變化的頻率f與皮帶速度v成正比。這種測(cè)速傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但輸出信號(hào)幅度小。當(dāng)皮帶運(yùn)行時(shí),通過(guò)摩擦使?jié)L輪旋轉(zhuǎn),并帶動(dòng)轉(zhuǎn)子磁杯轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)子磁杯及定子磁杯相對(duì)安裝,其圓周端面上都均勻地銑出多個(gè)齒槽。當(dāng)兩個(gè)磁杯的凸齒相對(duì)時(shí),磁通最大,當(dāng)兩個(gè)磁杯的凸凹齒相對(duì)時(shí),磁通最小,從而在線(xiàn)圈中感應(yīng)出隨磁通而變化的感應(yīng)電壓。磁阻測(cè)速傳感器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,但密封性能好,輸出信號(hào)幅值大。磁阻脈沖式測(cè)速傳感器用于高轉(zhuǎn)速測(cè)量時(shí),因磁路磁滯影響,使線(xiàn)圈中感應(yīng)電壓太小而不易測(cè)量。

b)光電脈沖式測(cè)速傳感器:光電脈沖式測(cè)速傳感器(如圖4)由裝在輸入軸4上的開(kāi)孔圓盤(pán)3、光源5、光敏元件1以及縫隙板2等組成,輸入軸與被測(cè)軸相連接。當(dāng)圓盤(pán)轉(zhuǎn)到某一位置時(shí),由光源發(fā)射的光通過(guò)開(kāi)孔圓盤(pán)上的孔照射到光敏元件上,使光敏元件感光,產(chǎn)生一個(gè)電信號(hào)。開(kāi)孔盤(pán)上開(kāi)有一定數(shù)量的小孔,當(dāng)開(kāi)孔盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)一周,光敏元件感光的次數(shù)與盤(pán)的開(kāi)孔數(shù)相等,因此產(chǎn)生相應(yīng)數(shù)量的電脈沖信號(hào)。圓盤(pán)上的孔可以是1個(gè)或多個(gè),取決于設(shè)備要求的脈沖數(shù)。

稱(chēng)量傳感器工作原理：

皮帶上的物料(包括皮帶重量)是通過(guò)稱(chēng)量托輥傳遞給秤架,再將力傳遞給稱(chēng)量傳感器的。稱(chēng)量傳感器的結(jié)構(gòu)形式有電阻應(yīng)變式、壓磁式、差動(dòng)變壓器式、電容式、壓電式等。電阻應(yīng)變式稱(chēng)量傳感器因制作簡(jiǎn)單、工藝成熟、精確度高(最高精確度目前可做到非線(xiàn)性、重復(fù)性、滯后指標(biāo)優(yōu)于0.01%),一直占據(jù)90%以上的稱(chēng)量傳感器市場(chǎng)份額,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)幾乎是電阻應(yīng)變式稱(chēng)量傳感器的一統(tǒng)天下。電阻應(yīng)變式傳感器的原理是用應(yīng)變片直接測(cè)量彈性元件的應(yīng)變,實(shí)現(xiàn)間接測(cè)量壓力。這種方法彈性元件變形小,可以測(cè)量高頻率變化的壓力。

應(yīng)變式傳感器的應(yīng)變?cè)䦟?shí)際是一個(gè)測(cè)力應(yīng)變筒,被測(cè)壓力經(jīng)膜片轉(zhuǎn)換成相應(yīng)大小的力,再傳給應(yīng)變筒。應(yīng)變筒受壓縮變形,沿軸向貼的應(yīng)變片受壓阻值變小,沿周向貼的應(yīng)變片受拉阻值增大,組成應(yīng)變電橋即可得到輸出電壓值,從而測(cè)出壓力值的大小。

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