您好,上海自動化儀表自儀銷售網歡迎您!

官方微信|聯系我們|

上自儀微信

上海自動化儀表股份有限公司,上海自動化儀表有限公司

上海自動化儀表自儀銷售網熱線:

021-62155955021-56725115

您是否在找: 上海自動化儀表廠膜片壓力表|上海自動化儀表廠不銹鋼壓力表|
上海自動化儀表四廠簡介

全面解說會影響您稱重系統準確性的五個因素

來源:上海自動化儀表有限公司作者:發表時間:2019-06-14 09:04:30


      通過選擇適合您應用的組件并采取措施控制作用于系統的環境和其他力,您可以確保您的稱重系統準確執行。上海自動化儀表有限公司的小編全面為您解說會影響稱重系統準確性的五個因素,并提供了有關選擇,安裝和操作系統以處理這些因素的建議。
      稱重測量干散料量和流量有幾個好處:與體積測量不同,稱重可以測量材料數量,而不需要校正材料的堆積密度因子。稱重不需要與材料接觸,因此適用于測量腐蝕性材料和在腐蝕性環境中操作。它也是一種廣泛接受的量化包裝產品的方法。
      稱重系統可以采用多種形式中的任何一種,但通常包括一個或多個支撐(或懸掛)稱重容器或平臺的稱重傳感器,接線盒和重量控制器。當負載施加到稱重容器或平臺時,一部分負載被傳輸到每個稱重傳感器。每個電池通過電纜向接線盒發送與其檢測到的負載成比例的電信號。稱重傳感器信號在接線盒中求和,并通過一根較大的電纜發送到重量控制器,重量控制器將求和信號轉換為重量讀數。該重量讀數的準確性可能受系統組件質量和系統在您的環境中的安裝和操作的影響。
      為了幫助您選擇高質量的稱重系統組件,請利用稱重設備供應商的專業知識。此選擇過程的一個重要部分是確定系統的安裝方式以及在生產線上啟動和運行后可能影響其運行的因素。考慮這五個因素如何影響系統的稱量精度:
      稱重傳感器精度。
      負載系數。
      環保部隊。
      干擾信號傳輸。
      儀表和控制。
1、稱重傳感器精度
      為稱重系統選擇最高質量的稱重傳感器是獲得稱重精度的第一步。稱重傳感器(也稱為負載傳感器或傳感器)是一塊加工金屬,隨負載的機械力彎曲并將機械力轉換為電信號。彎曲不超過金屬的彈性,并通過在電池上的點處粘合的應變儀測量。只要負載施加到稱重傳感器上的適當位置,應變儀就會提供比例電信號。
提供準確重量信息的稱重傳感器的關鍵規格如下:
      非線性:稱重傳感器額定輸出的±0.018%。
      遲滯:稱重傳感器額定輸出的±0.025%。
      不可重復性:稱重傳感器額定輸出的±0.01%。
      蠕變:5分鐘內稱重傳感器額定輸出的±0.01%。
      溫度對輸出的影響:每華氏度的負載的±0.0008%。
      溫度對零的影響:每華氏度的稱重傳感器額定輸出的±0.001%。
      了解規格。雖然每個規格都不一定適用于您的稱重系統安裝,但了解每個規格以確定稱重傳感器的組合精度非常重要。
      非線性是稱重傳感器校準曲線與直線的最大偏差,從零負載開始到電池的最大額定容量結束。非線性測量電池在整個工作范圍內的稱重誤差。在稱重傳感器的整個范圍內可以看到±0.018%的最壞情況非線性規范。稱重傳感器上的重量變化越小,非線性引起的誤差越小。
      滯后是相同施加負載的兩個稱重傳感器輸出讀數之間的差異 - 一個讀數是通過將負載從零增加而獲得的,另一個是通過降低稱重傳感器的最大額定容量的負載。與非線性一樣,在稱重傳感器的整個范圍內可以看到最差情況下±0.025%的滯后規格,并且由于重量變化很小,滯后引起的誤差會減小。在批量生產等應用中,您通常只需要在填充過程中進行精確的重量測量,您可以忽略由滯后引起的誤差。滯后誤差通常落在稱重傳感器校準曲線上與非線性誤差不同的區域,如圖1所示。因此,這兩個誤差的規格在一些稱重傳感器上組合成一個代數和,組合誤差規范,±0.03%。
      不可重復性是在相同負載條件下(即,將負載從零增加或從負載傳感器的最大額定容量減小負載)和環境條件下重復負載的稱重傳感器輸出讀數之間的最大差異。非重復性規格在稱重傳感器的全范圍內為±0.01%。不可重復性會影響任何稱量應用中的重量測量。您可以通過將非重復性誤      差添加到稱重傳感器的組合誤差來確定最壞情況下的非重復性規范。
      蠕變是當負載長時間保留在電池上時,稱重傳感器輸出隨時間的變化。在2到3分鐘的批次或填充循環中,蠕變不是一個重要問題。但是,如果使用稱重傳感器來監控存儲倉庫中的庫存,則需要考慮蠕變效應。
      溫度變化可能導致稱重錯誤。大多數稱重傳感器都經過溫度補償以減少這些誤差。但是,如果您的稱重系統在稱重循環期間發生較大的溫度變化 - 例如,如果室外稱重容器暴露在低溫過夜但在白天太陽下快速加熱 - 請考慮溫度如何影響稱重傳感器輸出。如果影響您的稱重系統的唯一重大變化是在夏季和冬季溫度之間,您可以在季節變化時重新校準稱重傳感器一次,以糾正任何由溫度引起的誤差。
      溫度變化會通過改變稱重傳感器的靈敏度來影響稱重傳感器的輸出,除非對每個大的溫度變化執行新的校準,否則必須考慮這種影響。零負載下負載傳感器的溫度效應會導致電池的整個輸出范圍發生變化。但是,如果稱重傳感器在開始稱重循環之前(例如在配料應用中)重新歸零(即凈重模式中的皮重),則無需關注零負荷下的溫度效應。
      考慮您的稱重傳感器的響應時間。 稱重傳感器的響應時間是某些應用需要考慮的另一個因素。典型的稱重傳感器表現得像一個振動的剛性彈簧,因此為了獲得準確的重量讀數,稱重傳感器必須在比所需稱重周期更短的時間內穩定 - 即停止振蕩。雖然稱重傳感器響應時間對于配料應用通常并不重要,但高速檢重或旋轉式灌裝機需要快速響應的稱重傳感器。當負載施加到它們時,這種稱重傳感器會抑制它們自身的自然振蕩頻率。但是,稱重傳感器不會拒絕外部源(例如附近設備)施加的振動,因此您仍需要將稱重傳感器與這些振動源隔離(在后面的“3:環境力量”中有更詳細的介紹) “)。
2、負載系數
      確保按照制造商的規定將負載應用于稱重系統中的每個稱重傳感器。施加不當的負載(例如扭轉負載)會導致電池中的應變計經受應變并發出與扭轉而非負載重量成比例的信號變化。
      為了精確稱重,單獨的稱重傳感器必須支持所有要測量的重量。例如,剛性導管連接和稱重容器上的剛性安裝的管道將支撐一些負載并防止總負載傳遞到稱重傳感器。要避免此問題,請使用不支持部分負載的靈活連接。如果您使用保險杠或檢查桿來保持稱重容器不會擺動和搖擺,請確保它們不支持任何負載。
      正確對齊每個負載點組件 - 即每個稱重傳感器及其安裝硬件 - 以確保安裝硬件直接通過稱重傳感器引導負載。例如,對于在料斗下壓縮安裝稱重傳感器,將每個負載點組件直接對準料斗腿,以避免在其他支腿上的組件之間拉動或推動。每個稱重傳感器應該是水平的,并且所有稱重傳感器應該在同一平面上,以確保它們共享負載。
      確保稱重傳感器下方的地板或結構足夠堅固,以承受容器及其內容物的重量 - 以及放置在同一地板或結構上的其他設備的重量 - 不會彎曲。這將確保負載點組件從零到滿負荷保持±0.5%的水平,并防止稱重傳感器上不必要的側向負載,從而影響稱重系統的精度。
      如果您的稱重器具有細長的腿,當材料裝入容器時,腿可能會分開。這會向稱重傳感器引入側向負載,并可能導致系統綁定,從而阻止稱重傳感器檢測到滿載。您可以在支腿上添加交叉支撐,以加強結構并保持稱重精度。
3、環保部隊
      確保僅將重力傳遞到每個稱重傳感器。其他力,包括環境力,例如風荷載,沖擊載荷,振動,大的溫度變化和壓差,都會在稱重傳感器信號中產生誤差。
      風荷載:風荷載會影響室外稱重系統或低容量室內系統。例如,在室外,稱重容器上的30英里/小時的側風在稱重傳感器上施加與重量無關的力,導致迎風細胞感覺到較輕的負荷,而背風細胞感覺到較重的負荷。在這種情況下,使用更高容量的稱重傳感器以防止背風電池過載。在室內,有源頂置式空調通風口也會在低容量稱重系統(例如小型平臺秤)上產生不準確的小增量(例如1盎司)測量值。您可以在平臺秤上使用樹脂玻璃蓋來阻擋或轉移雜散氣流。
為了精確稱重,單獨的稱重傳感器必須支持所有要測量的重量。
      沖擊負荷:當重質材料被傾倒到稱重系統上時會發生沖擊負荷,導致力大于系統的額定容量并損壞系統。您可以使用能夠處理此沖擊負載的更高容量的稱重傳感器,但這會降低系統的分辨率(系統可以稱重的最小增量)。使用進料器,專門設計的裝載滑槽或其他裝置控制物料流到稱重系統可以防止沖擊負荷損壞。
      振動:來自過程設備和稱重系統附近的其他來源的振動可以使稱重傳感器測量材料的重量以及傳遞給它們的振動,這些細胞感覺為機械噪聲。通過在可能的情況下將稱重系統與振動源隔離,或使用稱重系統儀器和消除振動影響的算法,可以減少或防止振動影響。
      溫度變化很大:無論您的稱重容器在室內還是室外,溫度變化都會導致其膨脹或收縮。這會導致重量讀數出錯并可能損壞稱重傳感器。如果您的稱重系統暴露在很大的溫度變化范圍內,請安裝稱重傳感器和可以處理容器膨脹和收縮的安裝硬件。
      壓差:壓差會通過向稱重系統施加不需要的力而產生稱重誤差。例如,當稱重容器在環境壓力下安裝在加壓工廠地板和另一個地板之間時,可能出現壓差。為了最大限度地減少稱重誤差,請將稱重傳感器校準到加壓地板的恒定壓力水平。如果加壓不穩定,請將稱重容器安裝在別處。
壓差會通過向稱重系統施加不需要的力而產生稱重誤差。
      在不通風的稱重容器中產生另一種形式的壓差:當材料快速流入封閉的稱重容器時,它取代等于材料體積的空氣體積。如果空氣不能通過通風口從容器中逸出,將材料入口和出口管道連接到稱重容器的柔性連接將隨著未移動的空氣涌入其中而膨脹,并且這種膨脹將向稱重傳感器施加側向力。 ,造成稱重錯誤。為防止出現此問題,請妥善放空稱重容器。
4、干擾信號傳輸
      除了確保稱重傳感器僅測量所需的重量外,確保稱重控制器僅測量稱重傳感器電信號同樣重要。射頻干擾(RFI),機電干擾(EMI),濕度和溫度都會干擾這種電信號。
      RFI和EMI:正如振動是對稱重傳感器的機械噪聲(即干擾)一樣,RFI和EMI是從電池發送到稱重控制器的稱重傳感器信號的電噪聲。RFI和EMI源包括閃電,便攜式雙向無線電,大型電力線,靜電,螺線管和機電繼電器。防止這些電噪聲源影響稱重精度的一個主要步驟是將屏蔽電纜中的稱重傳感器低壓信號(通常相當于筆式電池輸出的百萬分之一)隔離,然后將電纜布置在與導線分開的導管中其他電纜。但請注意,稱重傳感器電纜屏蔽層也可能是電氣噪聲的開門。為防止噪音影響稱重傳感器功能,請將屏蔽層僅在一端與真實地面連接,以正確接地,
      濕氣:進入稱重系統接線盒的水分會將自身芯吸到每個稱重傳感器的電纜中,并減少信號線之間的電容。這導致稱重傳感器激勵線(向電池傳送電能的線)與信號線(將電池信號傳送回接線盒的線)耦合,產生可能影響稱重精度的電噪聲。為避免這種情況,請使用防水NEMA 4級接線盒并插入任何未使用的接線盒孔。如果您的環境中存在濕氣,也可以使用在應變儀區域和電纜入口處密封的稱重傳感器。應變片區域應焊接閉合。電纜入口,最容易受潮,因為濕氣可以通過電纜芯吸,
      溫度:一個承受較大溫度變化或從接線盒到重量控制器運行超過50英尺的稱重傳感器電纜管道會受到溫度波動的影響,這會引起電纜的電阻變化。這可能導致激勵變化,進而導致稱重傳感器信號發生變化。為了防止這些溫度問題,請使用六線稱重傳感器電纜,它允許稱重控制器對稱重傳感器信號進行比率讀數,忽略激勵變化引起的變化。
5、儀表和控制
      遵循前四節中的建議將確保您的稱重傳感器信號以盡可能最干凈的形式到達重量控制器。但機會是,信號仍然不會絕對干凈。為什么不?請記住,稱重傳感器傳輸的信號代表機械力,而振動則是機械力。類似地,權重控制器測量電信號,RFI和EMI 是電信號。但即使您不能完全消除機械和電氣噪聲源,您也可以選擇一種重量控制器,幫助清理不太完美的重量信號并提高稱重精度。
 圖2:清理稱重傳感器信號
      重量控制器如何清除重量信號。讓我們來看看重量控制器如何清除稱重傳感器的重量信號。考慮來自典型稱重料斗的信號示例,如圖2a所示。從理論上講,當材料進入料斗時,重量信號應在圖2a的曲線圖上平滑向上移動。但實際上,信號可能會緩慢滾動,這是由料斗的擺動和搖擺或物料以脈沖形式進入料斗造成的,例如來自不正確安裝的螺旋鉆。機械振動(例如來自料斗攪拌器或附近的處理設備)或電噪聲(例如來自附近的大電力線)也會導致信號中的快速抖動。
      如果信號進入配有模擬低通濾波器(通常額定為5到20赫茲)的重量控制器,濾波器將剝離隨機抖動 - 從而提供模擬平均 - 并產生類似于圖2b中的信號。
      配備雙斜率模數轉換器的重量控制器還可以幫助數字平均其他隨機信號波動。一旦控制器將信號數字化,它就可以平均讀數以平滑慢速滾動并產生如圖2c所示的代表性信號。當稱重系統設置為以單位為單位增量讀取重量讀數時(例如,在系統上以1磅的增量而不是5磅的增量),這種數字平均對于每個稱重循環的1到250個讀數的平均值特別有用。 200磅的范圍)。在某些應用中,您可能必須使用重量控制器,該控制器還提供內置專有算法,可自動消除信號波動低至0.25赫茲的影響。
 
      重量控制器要求。重量控制器需要其他幾個功能來確保重量精確度。控制器應該有一個模數轉換器,可以與60赫茲的線路頻率同步,以避免由60赫茲電源線和設備產生的噪聲引起的“60赫茲嗡嗡聲”問題。控制器的內部組件應提供適當的模擬信號屏蔽,以隔離信號免受雜散干擾。控制器的模擬電路還應具有高級電氣元件,以精確處理稱重傳感器的低壓重量信號。
 最后,考慮三個關鍵的重量控制器規格,以確保您的稱重系統準確:
      非線性:量程的±0.01%(即稱重系統的選定工作范圍)。
      溫度對零的影響:每華氏度的跨度的±0.0027%。
      溫度對輸出的影響:每華氏度的跨度的±0.0027%。
      與稱重傳感器一樣,重量控制器的非線性效應對于小的重量變化可忽略不計。如果在開始稱重循環之前控制器去皮,您也可以忽略溫度對零的影響。但是,您需要考慮溫度對輸出的影響如何影響您的稱量精度。
你可以期待什么準確性
      讓我們計算一個示例稱重系統的最壞情況總稱量誤差,以查看系統組件如何影響精度。我們將僅考慮增重系統中的稱重傳感器和重量控制器的最壞情況總誤差。
      該系統在100磅重的料斗中重400磅的材料,要求稱重傳感器總共支撐至少500磅。料斗懸掛在三個稱重傳感器上,每個稱重傳感器的額定容量為200磅,總容量為600磅。季節性系統校準之間也會發生20°F的溫度變化。
      在配料過程中,我們只關注稱重系統組件的非線性,不可重復性和溫度對輸出的影響的規格,非線性誤差不是問題,因為配料是一系列部分稱重。
因此,計算系統最壞情況總誤差的公式為:
      [(IT)2 +(LN)2 +(LT)2 ] 1/2
      其中IT是上輸出儀器的(權重控制器的)溫度效應(0.000027 * 600磅×20°F),LN是稱重傳感器不可重復性(0.0001 * 600磅),和LT是上輸出負載傳感器的溫度的影響(0.000008 X 500磅×20°F)。在這個例子中,最壞情況下的總誤差是0.34磅。請記住,這是最壞情況的數字; 正確安裝的稱重系統將產生較低的誤差。
最后的警告
      實現這種稱重精度意味著要考慮許多可能影響稱重系統的機械和操作因素。選擇特別適合您應用的高質量組件將大大有助于確保您的系統提供所需的準確性。這些組件通常具有令人印象深刻的最壞情況規范,并且它們的實際性能通常優于規范。作為一般規則,選擇稱重傳感器和重量控制器,其精度比您所需的系統精度高10倍。并密切關注如何安裝和操作系統,以防止機械力和電氣噪聲降低您的稱重精度。

四象游戏