稱重傳感器被稱為電子稱重系統(tǒng)及地磅中的心臟部件。稱重傳感器的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定 性直接關(guān)系到稱重系統(tǒng)的準(zhǔn)確度。實際使用中，稱重傳感器在稱重系統(tǒng)中必須結(jié)合相應(yīng)的連接件才 能確保其系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠工作。連接件的作用在整個稱重系統(tǒng)中不容小覷，設(shè)計和選用中遵循一定 的原則已成為業(yè)內(nèi)共識，科學(xué)設(shè)計，合理選用連接件會取得事半功倍的效果。

一.前言

稱重傳感器被稱為電子稱重系統(tǒng)及地磅中的心臟部件?？茖W(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，由稱重傳感器 制作的電子稱重系統(tǒng)及地磅也已廣泛地應(yīng)用到各行各業(yè)，實現(xiàn)了對物料快速、準(zhǔn)確的稱量。特 別是隨著電子微處理技術(shù)的出現(xiàn)，工業(yè)生產(chǎn)過程自動化程度的不斷提高，稱重傳感器已成為過程控 制中的必需的裝置，從電子計價秤、電子汽車衡等常用衡器，到混合分配多種原料的配料系統(tǒng)、生 產(chǎn)工藝中的自動檢測和粉粒體進(jìn)料量控制等，都應(yīng)用了稱重傳感器。

稱重傳感器的安裝介于承載器和基礎(chǔ)安裝面。如果只做簡單的連接就投入使用，不僅達(dá)不到預(yù) 期的稱量準(zhǔn)確度，還容易造成稱重傳感器損壞及安全事故。稱重傳感器連接件作為稱重量值測量環(huán) 節(jié)的關(guān)鍵部件直接影響到稱重計量結(jié)果的準(zhǔn)確性。在實際應(yīng)用中，連接件更起著抵制各種干擾力的 作用。

當(dāng)承載器上加上物料后，承載器的承重梁必然產(chǎn)生擾度使支點會產(chǎn)生一個轉(zhuǎn)角，假如承載器的 承載梁與稱重傳感器的連接不是活絡(luò)的，則必然產(chǎn)生“誤信號”，也可能致使傳感器損壞。

被稱量的車輛進(jìn)入承載器臺面時進(jìn)行剎車，將產(chǎn)生相當(dāng)大的水平?jīng)_擊力。雖然裝有限位裝置， 但也必須要有合適的稱重連接件保證快速復(fù)位。盡可能的減少沖擊力傳遞到稱重傳感器上。

承載器與基礎(chǔ)安裝面的線膨脹系數(shù)在絕大多數(shù)情況下是不一致的，環(huán)境溫度變化產(chǎn)生的橫向力 會使稱重傳感器輸出與其無關(guān)的稱重量值。

大型電子衡器在安裝時，承載器與安裝基礎(chǔ)面之間的安裝位置必然存在一定的偏差。所以連接 件要確保有一定的擺角和位移。

承載器通常采用焊接方式就行連接，隨著時間的推移，會由于應(yīng)力釋放產(chǎn)生不規(guī)則的扭曲，這 也要求連接件在形位上有適當(dāng)?shù)淖儎印?/span>

二 .連接件設(shè)計及加工中應(yīng)重視的問題

如何解決稱重傳感器在使用中不可避免的力學(xué)干擾，主要依靠合理的連接件來予以削減或消除。 連接件結(jié)構(gòu)的同心度、尺寸、表面粗糙度、材料硬度都會影響稱重傳感器的使用精度，連接件的光 潔度要高，否則受力后就要變形。表1是鋼材料接頭在磨削加工和刨削加工后的變形值。表2是三 種不同材料在相同粗糙度，加載5MPa壓力情況下的變形情況。當(dāng)連接件材料越軟，光潔度差時，在 很小的載荷下就產(chǎn)生很大的變形，連接件的變形會使合力點發(fā)生變化，引起稱重傳感器性能發(fā)生變化。

稱重傳感器連接件的設(shè)計原則是：要確保稱重傳感器的稱量值能夠通過稱重傳感器的受力軸線傳 遞，連接件設(shè)計時能夠靈活轉(zhuǎn)動、滑動、擺動；又有一定的剛度、硬度、粗糙度能夠滿足消除或減 弱非計量量值的導(dǎo)入。稱重傳感器連接件具備的功能及加工質(zhì)量要求可歸納為：

1.對需要傳遞的稱重量值保證準(zhǔn)確，必須要保證稱重傳感器的受力與其軸線吻合或控制在允許的 誤差范圍內(nèi)。

2.在進(jìn)行稱重計量作業(yè)時承載器產(chǎn)生水平方向的位移或沖擊，承載器由于應(yīng)力釋放產(chǎn)生的不規(guī)則 變形，承載器由于線膨脹系數(shù)的差異在不同溫度下的伸縮，這時需要連接件具有靈活的轉(zhuǎn)動、擺動 致使稱重傳感器所得到的稱量值真實有效。

3.在受力方向，連接件應(yīng)具有一定的剛度，當(dāng)施加載荷時，連接件的變形量要求越小越好。

4.連接件應(yīng)該具有良好的自動復(fù)位功能。

5.要確保一定的粗糙度，與相應(yīng)的硬度配合能確保在大載荷作用下接觸應(yīng)力小于允許的接觸應(yīng)力且不產(chǎn)生凹陷。產(chǎn)生的摩擦力和摩擦力矩都不影響其靈活性。

三.常用連接件設(shè)計及選用的參考尺寸

常見的稱重連接件分為壓向和拉向。

絕大多數(shù)稱重傳感器壓向連接件都采用柱體或球面的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)力值得傳遞，也就是承載器上所 有重物產(chǎn)生的重力都由球面形成的點接觸集中傳遞給稱重傳感器，使重力線與稱重傳感器理想受力 軸線重合。除此之外，壓向連接件的還具有以下功能：1.具有好的自動復(fù)位功能。稱重傳感器在稱 重系統(tǒng)中，承載器在接受重物時，總會有輕微的側(cè)向沖擊和移動（過大沖擊力造成的嚴(yán)重影響需要 專門的限位裝置來克服），使重力在稱重傳感器上的作用點偏離軸線而產(chǎn)生稱量誤差。2.具有安全 保護(hù)和經(jīng)受疲勞的性能。連接件處于承載器和稱重傳感器之間，并處在可動連接的狀態(tài)下工作。若 沒有約束裝置，則在外界強(qiáng)烈的沖擊下，承載器會擺脫稱重傳感器而損壞稱重系統(tǒng)。一般采用如圖 所示的鋼球和凹球面進(jìn)行加載。設(shè)計和選用原則建議參照表3。

常用的拉向連接件就是各種形式的萬向節(jié)，它具有十分優(yōu)良的復(fù)位性能，始終使重物的重力線與 稱重傳感器的理想力學(xué)軸線重合，能夠抵抗任何方向的側(cè)向力干擾。如果同時配置可旋轉(zhuǎn)的裝置， 則對于重力線上的任何干擾力矩都可以在載荷作用到稱重傳感器作用點之前被消除。拉向連接件采 用螺紋與其連接，為了確保安全性，螺紋尺寸及長度一般參照下表4。圖2是常用拉式連接件的示意圖。

四.結(jié)語

稱重傳感器的穩(wěn)定可靠工作離不開合理的連接件配合。根據(jù)筆者的經(jīng)驗，結(jié)合來收集的 市場反饋信息。絕大部分現(xiàn)場應(yīng)用中出現(xiàn)的各類問題都是由于安裝過程中連接件的選用及安裝不合 理造成。再好的稱重傳感器，如果不配合合理的連接件將可能導(dǎo)致整個稱重系統(tǒng)的準(zhǔn)確度嚴(yán)重超差 或無法使用。行業(yè)內(nèi)對稱重傳感器的設(shè)計比較重視，但往往忽視了連接件。本文旨在通過對連接件 的闡述，希望能引起設(shè)計者和使用者的重視。