压力式传感器在定量给料机中的应用

摘要：本文论述了压力式称重传感器在定量给料机中的具体应用，详细地介绍了其工作原理以及优越的性能。对如何提高定量给料机系统精度和改善其不足做出了详细地分析。

关键词：压力式传感器　定量给料机　误差分析

一、引言

随着科技的进步,由称重传感器组成的衡器称重系统已广泛地应用到各行各业,实现了对物料的快速、准确称量。特别是随着微处理器的出现，工业生产过程自动化程度化的不断提高，称重传感器已成为过程控制中的一种必需的装置。目前，称重传感器几乎运用到了所有的称重领域。定量给料机也是利用称重传感器原理的一种称重设备，主要应用于生产工艺中配料，根据PLC控制系统预给定值对进料量进行准确控制，满足生产工艺要求。

二、应变式压力传感器的工作原理及特点

工作原理：粘贴在膜片上的电阻应变计组成全桥电路，在压力作用下，膜片产生变形，应变计感受其应变后，它的电阻值发生相应变化，从而使电桥失去平衡并输出与作用压力大小成正比的电信号。

主要特点：具有良好的耐高温特性和长期稳定性，功耗低、迟滞误差小、重复性好、体积小、重量轻。该传感器全部采用耐酸不锈钢结构，在高温和冲击振动环境条件下，完全能长期稳定地工作。

1.定量给料机的工作原理和应用

本系统由PLC控制系统进行预给料量P，通过称重传感器测出皮带负荷Q和测速传感器测定的电机运行速度V两组信号，根据计算公式I=Q×V×3600，其中I为实际物料流量 kg/h；Q为皮带负荷 kg/m；V为皮带速度m/s;把实际物料流量I与设定物料流量P进行比较，得到其差值，将该差值通过PI调节后，送到变频器的信号输入端，通过变频器控制交流电机的转速，从而调整输送皮带速度，改变V值，使得I与P一致，达到定量给料的目的。

定量给料机工作原理框图如下：

在整个定值给料控制系统中，称重传感器是影响称重测量精度的关键器件。选用应变式压力称重传感器，它是由电阻应变片构成全桥桥路，在所加供桥电压U不变的情况下，传感器输出信号与作用在传感器上的重力和供桥电压成正比，而且，供桥电压U的变化直接影响电子秤的测量精度，所以要求供桥电压很稳定。毫伏级的传感器输出信号直接送入二次仪表进行放大和A/D转换，其输出端输出的电流信号（4mA～20mA）送到变频器和PLC控制系统，与预给定值进行比对，达到精确下料目的。

2.压力式传感器性能

各项性能指标(见表1)：

1．标称输出阻抗：350±35Ω、1000±100Ω。

2．标称输出灵敏度：1mV/V、1.5mV/V、2mV/V。

3．使用温度：－20℃～65℃、－20℃～100℃、－20℃～125℃、－20℃～155℃。

4．零点不平衡输出：最大±1mV。

5．满量程输出偏差：最大±1mV。

6．长期稳定性：标准的CYY系列压力传感器年稳定性典型值0.20％F·S。

7．超载能力：1.5倍满量程。

信号电缆接线如表2所示。

三、定量给料机在实际应用中存在的不足及解决措施

定量给料机给料系统环境较为复杂、恶劣，秤体周围有大功率设备，电磁波干扰大，严重干扰毫伏信号的准确传输；而且给料机自身设备也存在一些问题，经常出现堵料现象，使变频器在调整电机转速时，不能及时地跟踪设定给料量，在配料精度上存在一定的误差。

为了解决所遇到的问题，在电器柜安装上信号隔离器，隔离干扰信号，保证传输信号的准确性。在定量给料机的秤体上安装刮料板，保证秤体上物料均匀传输，同时也防止因堵料而影响设备称量精度。

四、保证设备安全运行应注意事项

（1）在测量和校准时，首先让传感器通电预热15分钟；

（2）传感器要经常进行性能检测；

（3）传感器的供桥电源应采用稳定度不低于0.05％的高精度直流稳压电源；

（4）传感器有50％的过载能力，但使用时尽量不要超过量程；

（5）传感器的安装位置，应尽量做好防潮、减振方面的防护工作；

五、结论

通过仔细分析设备的性能，充分利用其优点，对不足之处做出相应的整改措施，使其更适合现场的生产环境，该设备下料精度一直在0.5％左右。该设备自2004年5月投产以来，在技术人员的改进和精心维护下，运行稳定，保证了生产的顺利进行。