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的速度和物料流量的實時控制器。

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)定值進行比較,得到實際流量與設(shè)定間的偏差值經(jīng)過儀表內(nèi)軟件一系列復雜的運算后,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,而運動的部分是用導磁材料制成的,當轉(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?shù)确铸X輪的凸起部分與磁極相對時,回路磁通最大,當?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。當皮帶運行時,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。當兩個磁杯的凸齒相對時,磁通最大,當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、重復性、滯后指標優(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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