地磅與地磅傳感器的5種補償方式
地磅是配有電子秤量裝置的地磅，主要有由稱重傳感器、承載器（俗稱稱架）稱重儀表三部分組成。電子地磅的工作原理是將作用在承載器上的質(zhì)量或力的大小，通過稱重傳感器轉(zhuǎn)換為與之成正比的電信號，并且以模擬或數(shù)字量的形式在稱重儀表上顯示出來。
電阻應(yīng)變式稱重傳感器因制作簡單、工藝成熟、準確度高（最高準確度目前可做到非線性、重復(fù)性、滯后指標優(yōu)于0.01%），占據(jù)著稱重傳感器 90%以上的市場份額。電阻應(yīng)變式稱重傳感器用于靜態(tài)、動態(tài)條件下質(zhì)量或力的測量，在工業(yè)生產(chǎn)過程檢測、控制、自動稱量等領(lǐng)域以大量應(yīng)用隨著工業(yè)控制系統(tǒng)向數(shù)字化發(fā)展，近幾年來數(shù)字式稱重傳感器被開發(fā)并已經(jīng)得到應(yīng)用。由于其能夠直接輸出數(shù)字量，大大提高了傳輸中的抗干擾能力，并使得計算機的通信極為方便。由于取消了儀表中的模擬放大、A/D 轉(zhuǎn)換等環(huán)節(jié)，使儀表大為簡化。
振弦式稱重傳感器的特點如下：重復(fù)性、線性為滿刻度的 0.01%，穩(wěn)定性為 0.03%，與電阻應(yīng)變式稱重傳感器的指標大體相當(dāng)；微小的被測力變化可發(fā)生較大的頻率變化，分辨率高達百萬分之一，靈敏度高；直接數(shù)字稱重，被處理的信號及輸出信號都是數(shù)字信號，處理過程無 A/D、D/A 轉(zhuǎn)換,運算精度高；抗電氣干擾、抗振動干擾能力強；傳感器內(nèi)裝有溫度傳感器，溫度補償靈敏度可達 0.0001%/℃；非位移式測量原理，測量過程幾乎無位移發(fā)生，不影響秤架的校準狀態(tài)；有動態(tài)過載保護裝置；最多 15 臺傳感器可在同一根串行總線上傳遞信號，最大傳送距離為 500m。因此這種稱重傳感器是未來傳感器發(fā)展的一個方向。
1.零位補償
盡管電阻應(yīng)變片經(jīng)過精心挑選，使其阻值相等。但絕對一致是不可能的，及時挑選出相應(yīng)的阻值相等的應(yīng)變片，經(jīng)過貼片過程，阻值也會發(fā)生變化，所以橋路不平衡是絕對的。
為此，使傳感器在不承重時輸出等于零而進行的調(diào)整，叫零點補償。消除初始橋路不平衡的方法有：串聯(lián)法、并聯(lián)法和外加電壓法。
2.溫度補償
理論討論與實驗室測試時通常都是以室溫恒定為前提的，即使變化范圍也不大，但實際使用時其各項參數(shù)受環(huán)境溫度和被測試件溫度影響很大。這種單純由溫度變化而引起的變化現(xiàn)象，稱為溫度效應(yīng)。產(chǎn)生溫度效應(yīng)的因素有兩個：一是電阻具有一定的溫度系數(shù)；二是電阻材料與被測材料線膨脹系數(shù)不同。因此常溫下，溫度效應(yīng)主要是溫度變化對傳感器參數(shù)的影響。這就需要對傳感器進行進行溫度補償。溫度補償主要是指零位漂移補償和靈敏度的溫度補償。
（1） 零位漂移補償
傳感器在不受力時的輸出，隨溫度變化而發(fā)生變化，叫做零位溫度漂移。引起零位溫度漂移的原因很多，例如：電阻應(yīng)變片溫度系數(shù)不一致，電阻應(yīng)變片膠基厚度和固化程度不一致，引線長度不同，寄生熱電勢的產(chǎn)生，彈性元件與外殼熱膨脹（收縮）不一致，彈性元件縱橫向膨脹系數(shù)不同彈性元件曲率的影響，大氣壓力的波動等等。
（2）靈敏度的溫度補償
傳感器的靈敏度與電阻應(yīng)變片的靈敏系數(shù)、彈性體的彈性模量、彈性體的結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān)系。當(dāng)溫度變化時，這些參數(shù)都會有所變化。所以，傳感器不在恒溫條件下工作而又要求有較高的精度時，就必須對靈敏度進行溫度補償。常用的方法是在拱橋電路中串聯(lián)適當(dāng)?shù)你~電阻。
3.非線性補償
嚴格來說，外加載荷和傳感器的輸出并不完全成線性關(guān)系，而是一個拋物線關(guān)系，所以存在非線性問題。產(chǎn)生的原因主要是電橋的非線性、彈性體受壓后橫截面增大、應(yīng)變遷的非線性、彈性體本身的非線性以及模數(shù)補償電阻等非線性造成的。補償辦法可以在輸入端接入一個半導(dǎo)體應(yīng)變片；或利用鎳作模數(shù)補償電阻兼作非線性的盒狀膜片，同時用作非線性和側(cè)向力補償。
4..側(cè)向力補償
由于外力不可能嚴格作用在規(guī)定軸線上，總是要伴隨出現(xiàn)側(cè)向力的干擾因素。假若在此側(cè)向力作用下，傳感器的工作段軸向?qū)ΨQ點引起的彎曲變形的代數(shù)和不為零，則此側(cè)向力作用下，傳感器的測量結(jié)果，為此必須進行修正。解決辦法主要是在結(jié)構(gòu)中采用雙膜片結(jié)構(gòu)、單膜片結(jié)構(gòu)、滾珠結(jié)構(gòu)、三鏈板式對中結(jié)構(gòu)。也有的干脆更換結(jié)構(gòu)，采用改進后的梁式傳感器及 S 型傳感器。
5.輸出標準化補償
由于應(yīng)變片黏貼位置不準，應(yīng)變片系數(shù)及彈性體尺寸公差，補償電阻等的影響，同一型號和量程的傳感器的實際靈敏度就不盡相同，這給傳感器的互換性和配用儀器帶來了麻煩。獲得良好的互換性，必須對輸出標準化進行補償，以保證所有的高精度傳感器均有嚴格的標準輸出。對傳感器輸出標準化的一個有效措施是使傳感器設(shè)計時有 15%左右的過靈敏度，一部分用云彌補溫度補償、非線性補償、側(cè)向力補償所造成的損失，余下部分則用于在輸入端串聯(lián)輸出標準化補償電阻，其阻值在傳感器校準時由校準確定。定型的商品傳感器輸出標準化補償電阻都是放在傳感器接線盒內(nèi)的。
地磅是一種重要的計量器具，地磅廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、科研和醫(yī)療衛(wèi)生等部門。電子衡器已經(jīng)成為了地磅發(fā)展的必然趨勢，并且現(xiàn)階段電子地磅已經(jīng)占據(jù)了極其重要的地位，設(shè)計制造出性能優(yōu)良的電子地磅極為重要，因此其對地磅傳感器的補償問題也就尤為重要。
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