电子皮带秤称重传感器精度改进方案

     电子皮带秤广泛应用在选矿厂作为原矿自动计量设备，它能考核生产指标，提高经济效益。虽然经过多年研究发展，很多厂家都能够生产出使用效果不错的电子皮带秤，但是现有的电子皮带秤称重传感器的精度依然有着很大的提升空间。

　 　 经过长时间的了解观察和搜集相关文献，本文归纳了包括因为振动、底座设计不当、称量托辊直线位移、测速传感器安装方式不佳所引起的误差，并结合我公司电子皮带秤结构，提出一种能够解决上述几种误差的改进方案。

　　 几种误差出现原因及解析

　 　1.震动引起误差

　　  实际应用过程中，由于皮带、皮带扣、托辊失圆、称架的磨损和松动等自然因素的存在，使皮带秤正常工作时产生振动。这种振动不但会降低称重传感器的寿命，而且会导致称量误差。而由于托辊制造误差，同心度要求达不到，也会引起震动，导致测量偏差增大。

    2.底座结构设计不当引起的误差

　　  在常规电子皮带秤的设计中，传感器的底座结构，也会对传感器测量精度和稳定性造成一定影响。某电子称重研究所曾对传感器底座结构对传感器测量精度影响进行实验，试验的3种底座结构，1号是刚性底座（受载时不能弯曲变形），2号和3号是挠性底座（受载时其两端产生一定挠度）。

     采用桥式传感器对三种底座结构进行试验，试验发现：底座结构对传感器的性能影响较大。一个性能良好的传感器不论选用何种底座，其重复性指数没有多大影响，但其线性和滞后指教变化较大。因此，不同弹性体的传感器，根据其受力状况和相应的边界条件，需要设计不同形式的底座,以便传感器应变区应力均匀明确，从而保证它和负载之间有良好的自然线性。如现在我们常用的桥式传感器，采用挠性底座比采用刚性底座的标定精度要高一些。

    3.称量托辊垂直位移引起的误差

　  　在电子皮带秤工作过程中，在皮带上没有物料时，称重机构处在初始平衡状态。当皮带输送物料时主称量托辊受力，称重传感器受力点产生垂直向下位移，因此称量托辊就向下位移，这一位移将给力的传递带来误差。物料重力使主称量托辊产生向下的作用力P和位移量D，由于皮带位移，皮带的张力T产生一个反作用力R，皮带张力T是一个变量，它取决于皮带物料重量的多少，皮带的跑偏程度，皮带的厚薄，温度高低，湿度变化以及起始拉力的不同而不同，因此给力的传递带来一个不随称量重量成正比例的变量R，即有下式：

　　    式中：P——称量托辊实际受力

　      R——有效称量长度；

　　    因此主称量托辊实际受力P产是随R的变化而变化，并且小于真实物料重力P，会导致称重传感器测量精准度下降。

       4.测速传感器引起的误差

　　    测速原理是把皮带速度转换成频率讯号。皮带运转带动测速传感器滚轮转动，即把皮带速度转换成滚轮的转速、滚轮转速通过磁电机构变成频率信号，即有下式：

　　式中：n——转子磁杯和定子磁杯齿数

　　V——皮带速度（m/s）

　　D——滚轮直径（mm）

　　e——滚轮积尘厚度（mm）

　　F——测速传感器输出频率

　　  当下很多电子皮带秤已有产品的测速传感器装在下皮带上面。经长期使用情况来看，在多尘及物料有粘结性的环境中，测速传感器滚轮的外径D经常粘有一定厚度灰尘，使直径增大。从上式可见，测速传感器输出频率f将减少，滚轮粘灰在3毫米以上时，基本上就会引起1%左右的误差。

     又由于下皮带的跳动大，测速传感器滚轮产生丢转，引起滚轮转速降低，相当于上中V减小，其它是常量时，输出频率f减少，引起附加误差。本来测速传感器是用来补尝皮带速度的变化，由此引起的误差往往比试图补尝误差还要大，这就达不到测速目的，不加以克服，反而有害。

电子皮带秤称重传感器精度改进方案

　　  经过分析以上误差产生原因，结合我公司已有电子皮带秤结构，提出了改进方案。

　　 （1）提高称量托辊的制造精度

　　  为了减小皮带张力T以及减小皮带跳动引起的称量误差，还要求托辊的同心度误差越小越好，特别是称量托辊的同心度不够好影响更明显。一般同心度应小于0.5毫米，加工优质托辊，同心度不合格的托辊尽量不用。

　　 （2）在传感器与托辊托架之间安装振动能吸收装置

　  　在传感器与托辊托架之间安装振动能吸收装置。这种振动能吸收装置，是由承载架、振动能吸收器、称重传感器和机架组成，其中振动能吸收器的活塞杆与托辊架连接，振动能吸收器的底面与称重传感器连接。

　 　 振动能吸收器是由缸体、吸收式活塞、活塞杆、复位弹簧和螺母组件组成，其中吸收式活塞位于缸体的内腔并与内腔壁密封配合，吸收式活塞的端盖与活塞杆连接，活塞杆与缸体端面密封，活塞杆端部有螺母组件与承载架连接，缸体底端面与称重传感器连接。

由于采用了上述结构，滑块在缸体内运动具有导向强度高、寿命长的特点，并可以利用能量吸收器将振动能通过流体流动阻尼转换为热能，消除各种振动对称量精度的影响，有效提高了传感器的称量精度。

    （3）根据传感器类型，设计合适的底座

　　  现在的电子皮带秤产业中，大多数厂家选用的都是实用程度更高的桥式电路传感器，本方案亦是如此，所以选择挠性底座。

　　 （4）提高称量托辊，补偿传感器垂直方向位移所引起的误差

　  　对于称量托辊垂直方向位移造成的测量误差，一些厂家在电子皮带秤使用说明书中给出称量托辊应高出相邻两组托辊1~5毫米。实际上这时称量托辊受皮带自重较大，当载荷小到皮带自重相接近时，将产生误差，其误差值随着称量托辊高出两旁托辊数值的增加而增大，为此我们使称量托辊高出两旁托辊，其值等于称量托辊在满载荷时垂直位移后正好与两旁托辊在同一标高上，一般在0.6~0.8毫米之间。

　　 （5）改变测速传感器安装方式，减小相应误差

　　  为了克服这一误差，我们改变了测速传感器常规安装方式，将测速滚轮安装在上皮带的下方，测速滚轮用压缩弹簧的张力接触于上皮带的下面。由于上皮带下的托辊组较密，皮带又承受物料的重量，因而皮带跳动很小，测速滚轮转动就平稳，消除了测速滚轮的丢转。在上皮带下面较为清洁，测速滚轮通过较长时间的运转，基本上不再粘有灰尘。这一改装消除了由测速传感器引起的附加误差。