峰值保持吨位仪

　　一、简介

　　峰值保持吨位仪(简称“吨位仪”)的微应变传感器可在重型机械、桥梁等不作任何改动的情况下,直接装在其受力部件上,测量其承受的吨位值;其峰值保持电路能跟踪记录所受的最大冲击吨位力值。

　　吨位仪能在重型机械运行时、桥梁上经过载重火车时监测所承受的力值,及时发现事故隐患,纠正重型机械的过负荷失误操作;当承受力值超过报警值时,发出声光报警,以便停机检查处理;当承受力值达到停车设定值时,自动紧急停车,以确保价值数十万乃至上千万的重型机械等设备的安全;多通道吨位仪能控制大型设备的运行状况,是大型设备机、电、仪一体化,高技术化不可缺少的关键仪器。

　　二、传感器构造及安装方式

　　吨位仪采用电阻应变式测力传感器,其受力弹性体为一薄片。图1为传感器固定在机械受力部件上的示意图,当受负荷作用时,受力部件产生形变,传感器感测微应变量并转换成电信号送至主机。为消除受力部件热膨胀因素的影响,传感器敏感应变部件用低膨胀精密合金4J36制成,热膨胀系数为1.5×10-6/℃,其热膨胀系数为一般材料的几十分之一。每个传感器贴上4片高稳定度的精密应变片,组成4臂测量桥路,以进一步消除温度误差和提高测量灵敏度。

　　采用这种形式的传感器目的是在不改变重型机械任何部件的情况下,测量其所受的冲击吨位量。这只需在受力部件上打上4个小螺丝孔,把传感器固定在受力部件上即可。

　　实际上,重型机械的受力部件已作为测力的敏感文件,而重型机械受力部件的设计余量很大,即形变很小,给测冲击吨位量带来很大的困难。一般的测力传感器敏感元件,在技术条件许可下,都把形变做得尽可能大,而吨位仪的传感器不具备这一条件,这是吨位仪的难点之一,因此尽可能把传感器的纵向尺寸做得大些,并适当增加测量桥路的电压值,同时尽可能提高主机的灵敏度和抗干扰能力。

　　三、整机框图及峰值保持电路

　　图2为吨位仪的整机原理框图。传感器感测到的冲击力值经匹配放大电路送至峰值保持电路。峰值保持电路把每一冲击力值的信号峰值保持记录下来,并与它原保持记录下来的信号作比较,如大于原来的信号则将新信号替代

　　原有的信号保持下来,否则仍保持原有的信号。峰值保持电路的信号直接送至显示报警电路,与设定的报警停车值作比较,起到报警急停车的作用。由框图可知,主机的技术关键在于峰值保持电路的性能,因而重点介绍一下峰值保持电路。

　　峰值保持电路如图3所示。当U0Ui时,D1导通,D2截止,U0=UC,保持Ui的峰值。当复位信号Ur出现时,BG导通,C放电,U0回零;Ui消失后,又开始新的峰值保持过程。这种方法测量精度较高,也能满足一般冲击力值测量的要求。