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電子皮帶秤中傳感器如何工作？

電子皮帶秤；稱量傳感器；測速傳感器

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

電子皮帶秤的工作過程是：物料通過皮帶秤秤臺時,稱重傳感器將重量信號轉(zhuǎn)換為電信號并傳送給稱重顯示控制儀。稱重顯示控制儀不斷檢測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)過儀表內(nèi)軟件一系列復(fù)雜的運(yùn)算后,稱重顯示控制儀輸出PID電流信號到調(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。

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

測速傳感器的工作原理：

電子皮帶秤上所用測速傳感器目前主要有磁阻脈沖式、光電脈沖式兩類,模擬式測速發(fā)電機(jī)式測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的數(shù)字式測速傳感器。

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

b)光電脈沖式測速傳感器:光電脈沖式測速傳感器(如圖4)由裝在輸入軸4上的開孔圓盤3、光源5、光敏元件1以及縫隙板2等組成,輸入軸與被測軸相連接。當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)到某一位置時,由光源發(fā)射的光通過開孔圓盤上的孔照射到光敏元件上,使光敏元件感光,產(chǎn)生一個電信號。開孔盤上開有一定數(shù)量的小孔,當(dāng)開孔盤轉(zhuǎn)動一周,光敏元件感光的次數(shù)與盤的開孔數(shù)相等,因此產(chǎn)生相應(yīng)數(shù)量的電脈沖信號。圓盤上的孔可以是1個或多個,取決于設(shè)備要求的脈沖數(shù)。

稱量傳感器工作原理：

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

應(yīng)變式傳感器的應(yīng)變元件實(shí)際是一個測力應(yīng)變筒,被測壓力經(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,從而測出壓力值的大小。

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