探讨电子汽车衡称重传感器的选择

摘要电子汽车衡的主要部件包括秤台、称重传感器、显示仪表三大部分，称重传感器是其中将非电量的重力转换为可测量电信号的转换装置，是电子汽车衡较重要的检测元件，只有称重传感器将秤台承受的重力准确地转换成电信号，后面的显示仪表才能正确地计算和显示被测量值。本文从使用环境、传感器结构、量程、准确度等方面人手，探讨如何选择电子汽车衡的称重传感器。

称重传感器的分类

随着社会经济的高速发展，电子汽车衡的使用越来越广泛，称重传感器作为电子汽车衡的核心部件，它的性能和工作状态决定了电子汽车衡的准确度和稳定性。在设计、安装和改造电子汽车衡时，如果称重传感器选择不当，将直接造成电子汽车衡的称量、偏载、重复性等性能超差，影响企业计量工作的开展。下面我们就从使用环境、传感器结构、量程、准确度等方面入手，探讨如何选择电子汽车衡的称重传感器。

使用环境对称重传感器造成的影晌

1)称重传感器是一种电子器件，在易燃、易爆的环境下工作，一旦发生问题不仅会对电子汽车衡造成破坏，也会对人员、设备造成伤害。因此，在易燃易爆环境下工作的称重传感器必须有很好的防爆性能。

2)根据GB—T 7551--1997《称重传感器》的要求，A级和B级称重传感器的环境温度要求为10～30'E，C级和D级称重传感器的环境温度要求为一10～ 40℃，所以根据环境的温度结合所选择的传感器等级，我们就可以合理地选择相应的传感器。

3)潮湿、粉尘及腐蚀性环境下，易造成传感器弹性体受损和内部短路，应选用密封性、抗腐蚀性好的称重传感器。

重传感器的分类

此工作原理和我们上文讲过的电子汽车衡称重管理系统设计有着千丝万缕的关系。

1)按工作原理分类：电阻应变式、电容式、压磁式、振弦式、压电式等等。

2)按电阻应变式物理结构分类：悬臂梁式、桥式、柱式、板式、S型式等等。

3)按弹性体材质分类：合金钢式、铝合金式等等。

各种形式的称重传感器都有各自的特点，如压磁式有灵敏度高的特点；桥式承载能力强、便于安装，多用在大吨位汽车衡上；电阻应变式具有稳定性、线性度好的特点，电阻应变式传感器的称量范围为几百克至几十吨，计量准确度达1／1000—1／10000，结构较简单，可靠性较好，大部分电子汽车衡均使用此传感器。我们在选择传感器时也要综合考虑称量类型和安装空间、安装位置，保证安装合适，称量安全可靠。

称重传感器量程的选择

传感器量程的选择是依据电子汽车衡的较大秤量、选用传感器的个数、秤台自重、可能产生的较大偏载及动载等因素综合来确定。一般情况下，传感器的量程越接近分配到每个传感器的载荷，其称量的准确度越高。但在实际使用时，由于加在传感器上的载荷除了被称物体外，还存在秤台自重、皮重及偏载和振动冲击等载荷，因此，在选择传感器的量程时，要综合考虑各方面的因素。传感器量程的选择一般可以用下面的公式进行计算，该公式是在充分考虑到各影响因素后确定的，公式如下：

C=K(Mmax M)／N

式中：C为单个传感器的额定量程；K为保险系数(考虑到各项影响因素，建议K取1．5～2)；M一为电子汽车衡的较大量程；肘为秤台自重；Ⅳ为秤台选用的传感器的数量。

下面举个例子说明如何选择传感器的量程。

例：一台SCS一100型电子汽车衡，秤台为3节，传感器个数为8个，单个秤台质量约为5t，选取保险系数K=2，我们可得C=K(M。。 M)／N=2(100 15)／8=28．75t。结合国内电子汽车衡上使用较为广泛的传感器吨位(一般为10，15，20，30，40t等)，我们在这里可以选用量程为30t的称重传感器。

对于一些使用环境比较恶劣，使用次数比较频繁的电子汽车衡，在选择传感器时，为了保证传感器的安全和延长其使用寿命，我们可将保险系数K尽量取大一些(可以尽量选2，较大可至3)。

称重传感器准确度等级的选择

称重传感器的准确度等级包括传感器的非线性、蠕变、蠕变回复、滞后、重复性一灵敏度等技术指标，在选择传感器的时候，不能单纯追求高等级的传感器，而是应该既考虑电子汽车衡准确度的要求，又要考虑到经济性，在满足要求的前提下尽量降低成本。

对称重传感器准确度等级的选择必须满足下面两个条件：

1)满足电子汽车衡准确度的要求一台电子汽车衡的主要部件是由秤台、称重传感器、显示仪表三大部分组成，在实际使用中，各个组成部分的性能和工作状态都会影响整个汽车衡的准确度。因此，为了保证整个电子汽车衡的使用准确度，必须选择准确度等级高于电子汽车衡准确度要求的传感器。按照JJG 555--1996(非自动秤通用检定规程》的要求，露天使用的电子衡器的较大分度数应不超过3000，我们平时接触到的电子汽车衡均是室外露天使用，所以按照规定分度数都不超过3000。而根据OIML R60全部建议的要求，C3级传感器的较大检定分度数为3000，这样我们选择分度数达到3000的c3级称重传感器就可以满足一般电子汽车衡的要求了。当然对于一些因为特殊情况下分度数必须超过3000的电子汽车衡，我们可以采用更高等级的称重传感器。总之在选取传感器时应满足一个条件：称重传感器的较大分度数应不小于秤的检定分度数。

2)满足显示仪表输入的要求

电子汽车衡与计算机的串口连接以及称重显示仪表是对传感器的输出信号经过放大、A/D转换等处理之后显示的称量结果。因此，传感器的输出信号必须大于或等于仪表要求的输人信号大小，即将传感器的输出灵敏度代入传感器和仪表的匹配公式，计算结果必须大于或等于仪表要求的输入灵敏度。传感器与仪表的匹配公式如下：

式中：M一为汽车衡较大秤量，．s。为传感器输出灵敏度，U为激励电压，C为传感器量程，Ⅳ为传感器个数，n为汽车衡的分度数，S为仪表要求的输入灵敏度。通过上面的公式，我们只需要把各个参数代人公式就可以求得满足电子汽车衡使用所对应的称重传感器了。

小结：通过对电子汽车衡系统设置模块以及综上所述，作为电子汽车衡的核心部件，称重传感器的合理选择是确保汽车衡稳定、准确使用的关键，选择这款价格合适而性能优良的传感器对一台电子汽车衡来说非常重要，通过本文的介绍希望能对即将购买电子汽车衡或者对电子汽车衡有保养维修需求的朋友一些帮助。