大力值高精度测力装置的试制和应用

　　钢铁企业生产线正值更新换代之际，在其多套称重计量系统中，寻找到了一个量程大，精度高且可以修复利用的称重传感器，配以一只称重数据采集处理模块，试制成准确度高、力值大、测量范围宽的数显测力装置。

　　一、用称重传感器做测力装置的一次元件是可行的

　　众所周知，目前测力装置的优劣主要取决于一次元件———测力传感器，然而购置一只大力值高精度传感器不但价格不菲，而且体大笨重，不便携带。鉴于大多数测力传感器与称重传感器在变换原理、基本结构和制造技术等方面是极其相似的，甚至在特定条件下是完全相同的。高精度测力传感器的力值一般也是由标准砝码所产生的标准重力值导出的，所以被弃的废旧称重计量设备中的称重传感器经过筛选，是完全有可能做测力传感器使用的。

　　二、设计要点

　　根据对各厂矿企业工作用压力试验机的检定、校准工作的需要，测力装置的准确度达到 0.3 级就可以了，重要的是力值要大，测量范围要宽，测力性能稳定，携带方便。故设计时侧重上述方面的考虑。

　　(1) 选用西德申克公司的 0.05 级 100 吨称重传感器作为一次测力元件。有效地确保测力装置的大力值、宽范围和高准确度。和用国产 0.1级1MN 测力传感器相比，不但精确度高，输出信号大而且体积小、重量轻、便于携带。

　　(2) 选用扁平状低外形结构的传感器，可以增加抗测向力的能力，易保持工作状态的稳定，以利测力加载时的安全简便。

　　(3) 由于传感器的力 / 电变换输出 mv信号大，则 μv/d 的数值也相对较大，加之硬、软件滤波环节，有利于在宽测量范围 (10KN～1.0MN) 内的测力稳定、可靠、准确。

　　三、装置组成

　　测力装置的结构组成十分简单，主要由一次测力传感器和测力控制显示仪组成。

　　(1) 一次测力传感器的技术参数

　　额定量程：100t 约 1.0MN

　　输入电阻：4430Ω

　　输出电阻：4000Ω

　　绝缘电阻：>200MΩ (用 50VDC摇表测试)

　　零点输出：0.36mv (在供桥电压为 12v时测得)

　　灵敏度系数：2.85mv/v

　　准确度等级：0.05

　　生产厂家：西德申克公司外形

　　尺寸：直径150mm 高 75mm

　　(2) 测力装置的电路结构

　　本装置控制显示仪的电路结构和一般常用的称重计量仪表基本相同，是用动态称重数据采集通道改制而成。其电路结构框图如图 1 所示。

　　测力传感器将被测压力转换为毫伏级电信号，经放大滤波后进行 A/D 转换，由单片机完成数据采集、数据处理后通过 I/O电路输出。