壓力式傳感器在定量給料機(jī)中的應(yīng)用

摘要：本文論述了壓力式稱(chēng)重傳感器在定量給料機(jī)中的具體應(yīng)用，詳細(xì)地介紹了其工作原理以及優(yōu)越的性能。對(duì)如何提高定量給料機(jī)系統(tǒng)精度和改善其不足做出了詳細(xì)地分析。

關(guān)鍵詞：壓力式傳感器　定量給料機(jī)　誤差分析

一、引言

隨著科技的進(jìn)步,由稱(chēng)重傳感器組成的衡器稱(chēng)重系統(tǒng)已廣泛地應(yīng)用到各行各業(yè),實(shí)現(xiàn)了對(duì)物料的快速、準(zhǔn)確稱(chēng)量。特別是隨著微處理器的出現(xiàn)，工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化程度化的不斷提高，稱(chēng)重傳感器已成為過(guò)程控制中的一種必需的裝置。目前，稱(chēng)重傳感器幾乎運(yùn)用到了所有的稱(chēng)重領(lǐng)域。定量給料機(jī)也是利用稱(chēng)重傳感器原理的一種稱(chēng)重設(shè)備，主要應(yīng)用于生產(chǎn)工藝中配料，根據(jù)PLC控制系統(tǒng)預(yù)給定值對(duì)進(jìn)料量進(jìn)行準(zhǔn)確控制，滿足生產(chǎn)工藝要求。

二、應(yīng)變式壓力傳感器的工作原理及特點(diǎn)

工作原理：粘貼在膜片上的電阻應(yīng)變計(jì)組成全橋電路，在壓力作用下，膜片產(chǎn)生變形，應(yīng)變計(jì)感受其應(yīng)變后，它的電阻值發(fā)生相應(yīng)變化，從而使電橋失去平衡并輸出與作用壓力大小成正比的電信號(hào)。

主要特點(diǎn)：具有良好的耐高溫特性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性，功耗低、遲滯誤差小、重復(fù)性好、體積小、重量輕。該傳感器全部采用耐酸不銹鋼結(jié)構(gòu)，在高溫和沖擊振動(dòng)環(huán)境條件下，完全能長(zhǎng)期穩(wěn)定地工作。

1.定量給料機(jī)的工作原理和應(yīng)用

本系統(tǒng)由PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)給料量P，通過(guò)稱(chēng)重傳感器測(cè)出皮帶負(fù)荷Q和測(cè)速傳感器測(cè)定的電機(jī)運(yùn)行速度V兩組信號(hào)，根據(jù)計(jì)算公式I=Q×V×3600，其中I為實(shí)際物料流量 kg/h；Q為皮帶負(fù)荷 kg/m；V為皮帶速度m/s;把實(shí)際物料流量I與設(shè)定物料流量P進(jìn)行比較，得到其差值，將該差值通過(guò)PI調(diào)節(jié)后，送到變頻器的信號(hào)輸入端，通過(guò)變頻器控制交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而調(diào)整輸送皮帶速度，改變V值，使得I與P一致，達(dá)到定量給料的目的。

定量給料機(jī)工作原理框圖如下：

在整個(gè)定值給料控制系統(tǒng)中，稱(chēng)重傳感器是影響稱(chēng)重測(cè)量精度的關(guān)鍵器件。選用應(yīng)變式壓力稱(chēng)重傳感器，它是由電阻應(yīng)變片構(gòu)成全橋橋路，在所加供橋電壓U不變的情況下，傳感器輸出信號(hào)與作用在傳感器上的重力和供橋電壓成正比，而且，供橋電壓U的變化直接影響電子秤的測(cè)量精度，所以要求供橋電壓很穩(wěn)定。毫伏級(jí)的傳感器輸出信號(hào)直接送入二次儀表進(jìn)行放大和A/D轉(zhuǎn)換，其輸出端輸出的電流信號(hào)（4mA～20mA）送到變頻器和PLC控制系統(tǒng)，與預(yù)給定值進(jìn)行比對(duì)，達(dá)到精確下料目的。

2.壓力式傳感器性能

各項(xiàng)性能指標(biāo)(見(jiàn)表1)：

1．標(biāo)稱(chēng)輸出阻抗：350±35Ω、1000±100Ω。

2．標(biāo)稱(chēng)輸出靈敏度：1mV/V、1.5mV/V、2mV/V。

3．使用溫度：－20℃～65℃、－20℃～100℃、－20℃～125℃、－20℃～155℃。

4．零點(diǎn)不平衡輸出：最大±1mV。

5．滿量程輸出偏差：最大±1mV。

6．長(zhǎng)期穩(wěn)定性：標(biāo)準(zhǔn)的CYY系列壓力傳感器年穩(wěn)定性典型值0.20％F·S。

7．超載能力：1.5倍滿量程。

信號(hào)電纜接線如表2所示。

三、定量給料機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中存在的不足及解決措施

定量給料機(jī)給料系統(tǒng)環(huán)境較為復(fù)雜、惡劣，秤體周?chē)写蠊β试O(shè)備，電磁波干擾大，嚴(yán)重干擾毫伏信號(hào)的準(zhǔn)確傳輸；而且給料機(jī)自身設(shè)備也存在一些問(wèn)題，經(jīng)常出現(xiàn)堵料現(xiàn)象，使變頻器在調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，不能及時(shí)地跟蹤設(shè)定給料量，在配料精度上存在一定的誤差。

為了解決所遇到的問(wèn)題，在電器柜安裝上信號(hào)隔離器，隔離干擾信號(hào)，保證傳輸信號(hào)的準(zhǔn)確性。在定量給料機(jī)的秤體上安裝刮料板，保證秤體上物料均勻傳輸，同時(shí)也防止因堵料而影響設(shè)備稱(chēng)量精度。

四、保證設(shè)備安全運(yùn)行應(yīng)注意事項(xiàng)

（1）在測(cè)量和校準(zhǔn)時(shí)，首先讓傳感器通電預(yù)熱15分鐘；

（2）傳感器要經(jīng)常進(jìn)行性能檢測(cè)；

（3）傳感器的供橋電源應(yīng)采用穩(wěn)定度不低于0.05％的高精度直流穩(wěn)壓電源；

（4）傳感器有50％的過(guò)載能力，但使用時(shí)盡量不要超過(guò)量程；

（5）傳感器的安裝位置，應(yīng)盡量做好防潮、減振方面的防護(hù)工作；

五、結(jié)論

通過(guò)仔細(xì)分析設(shè)備的性能，充分利用其優(yōu)點(diǎn)，對(duì)不足之處做出相應(yīng)的整改措施，使其更適合現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)環(huán)境，該設(shè)備下料精度一直在0.5％左右。該設(shè)備自2004年5月投產(chǎn)以來(lái)，在技術(shù)人員的改進(jìn)和精心維護(hù)下，運(yùn)行穩(wěn)定，保證了生產(chǎn)的順利進(jìn)行。