温度对称重传感器的影响
随着智能制造的不断发展,在各行各业中使用称重系统的场景逐渐增加,那么在使用称重时会发现一个问题,安装称重系统后,即使没有物料,但是显示的重量跟着每天的时间不同也会有一定的不同,分度值设置的越大这种现象越明显,那么为什么会出现这种问题呢?
根据称重传感器使用场景的环境温度不断变化,称量系统也会产生一定的温度漂移,在我们选择称重传感器时,技术参数一栏中都会列出温度补偿范围、工作温度范围、灵敏度温度系数与零点温度系数,在额定温度范围内,不应超过在技术参数表中列出的单个或累计误差。用温度范围定义了称重传感器由测量功能且不会被损坏的温度限界,即有些误差可能超过技术参数表中的数据。存储温度范围也标志在技术参数表中。
温度对传感器产生影响的原因:
温度对传感器产生影响主要是有两部分:即零点温度系数与灵敏度温度系数。
那么零点温度系数是如何产生的呢?在制作称重传感器时,需要将一片片的应变计粘贴到弹性体上去,应变片一般会有基底跟丝栅两部分组成,在粘贴时还要使用贴片胶。不过时基底、丝栅、贴片胶还是弹性体它们都具有一个共同的特性:热胀冷缩,即受热时膨胀,冷却时收缩;而且这些材料根据温度的变化,它们伸缩的大小还不一样;另一方面,由于应变片丝栅是使用一种电阻材料制成的,所以电阻率也会随着温度的变化而进行变化。所以当它们组合在一起时在温度变化时应变片阻值也会随之发生变化;又由于应变计制作及传感器制作中大量都是手工劳作,使得同一传感器上的各应变片表现出不同的阻值变化,后经过检测电路把它们汇总成一个零点输出,这个时候的零点输出其实就已经变成了温度的函数了,它随着温度的变化而不断的变化着。
灵敏度温度系数产生的原因也是由于将应变片粘贴到弹性体上的,研究证明,应变计的灵敏系数是随着环境温度的变化而变化的,也就是说,一片应变计在不同的温度下,尽管它感受的应变是一样的,但是它产生的电阻变化大小却是不同的;另外,弹性体一般也是由金属材料制造的,而金属材料也有一个很重要的参数,是它的弹性模量E,它是描述金属材料受力后产生变形的大小的一个参数,研究证明,弹性模量受温度的影响后会有所变化,一般随着温度的身高而变小。这就造成称重传感器在所受的外力没有变化的情况下,随着环境温度的升高而产生变形,它和应变计灵敏系数的变化结合在一起,使得传感器的输出会增加,这种增加就是传感器的灵敏度随着环境温度的升高而变大,这就是所谓的称重传感器灵敏度温度系数。
那么现在知道了温度对传感器产生影响的原因,如何进行改善呢?
改善温度对传感器的影响,那么就需要厂家在生产时就需要对零点温度系数与灵敏度温度进行补偿;在补偿时还有一个前提,就是我们首先需要测出它们的数值,然后才可以进行补偿。传感器在大批量生产时,传感器的零点温度特性的离散型还是很大的,所以无法用统一的补偿参数对每一只传感器进行补偿,只能单独每一只进行补偿然后进行一只只检测再进行补偿,这样的生产效率是比较低的,而且这种温度的测试是要在不同的环境条件中完成的。要完成这项工作,首先需要准备一个大型的环境试验室,内部的气温可以在-10℃~40℃中可以任意调节,并且在温室中的不同位置上,只有极小的温度差别,而且温度的准确度要相当的高;只有经过不断的补偿与检测,才可以确保称重传感器出场后的稳定性。
一般来说,检测的办法就是使用高低温补偿箱,但是由于该设备价格昂贵,所以很多企业望而却步只能在外面进行各项检测,而昀朗传感在生产过程中即拥有数台高低温试验箱,确保称重传感器在生产时对于温度方面的影响降低。
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