【文章內容簡介】 24XP DC/DC/DC（輸入點 14 點，輸出點 10 點）。選用一個模擬量輸入模塊： EM235（ 4 路模擬量輸入 ,1 路模擬量輸出）。 稱重傳感器的選擇 稱重傳感器類型的選擇 稱重傳感器是力傳感器當中一個重要的品種 ,實際應用及其廣泛。稱重傳感器中最多的是電阻應變式稱重，應變片是稱重傳感器的核心單元，彈性體是基礎組成部分。稱重傳感器按結構類型分主要有 S 型雙連孔式傳感器，柱式傳感器，輪輻式與橋式傳感，柱環(huán)式傳感器，剪切梁式傳感器和單 S 梁式傳感器 . S 型雙連孔式傳感器量程范圍一般在 2Kg 到 500Kg，這種類型稱 重傳感器河北工程大學科學學院 畢業(yè)設計（論文） 9 抗偏， 抗側能力較強。 柱式傳感器的測量范圍都很大，一般最大可以達到幾百噸，它剛性好，抗過載能力強，加工也簡單，重量也比較輕。 輪輻式傳感器由于結構的對稱性，所以能夠承受大的側向力，由于它有較大的滯后誤差，很多場合都被橋式傳感器所取代。 橋式傳感器的彈性體形狀像橋，因此得得名。橋式傳感器精度高，標定方便，普遍應用于汽車秤跟平臺秤等多個場合。 柱環(huán)式傳感器由于本身的結構特性目前大多僅用于測量拉力，其精度一般在 到 之間。 剪切梁式傳感器運用剪切原理制作而成，精度跟穩(wěn)定性都很高，一般都不需要 要線性補償都能達到要求。它不受測力點變化的影響。 測量范圍在幾十 Kg 的場合一般選用單 S 梁式傳感器，它不適合在振動大的時候使用。 由以上內容，本方案的稱重傳感器選擇剪切梁式傳感器。 稱重傳感器選型的原則 1．穩(wěn)定性的選擇 傳感器使用一段時間后，其性能保持不變的能力稱為穩(wěn)定性。影響傳感器長期穩(wěn)定性的因素除其本身結構外，主要是使用環(huán)境。因此，要使傳感器具有良好的穩(wěn)定性，必須要有較強的環(huán)境適應能力。在選擇傳感器之前，應對其使用環(huán)境進行調查，并根據(jù)具體的使用環(huán)境選擇適合的傳感器，或采取適當?shù)拇胧瑴p小環(huán) 境的影響。 環(huán)境對稱重傳感器會造成如下影響： （ 1）高溫環(huán)境造成傳感器的涂覆材料融化、焊點開化、彈性體內應力發(fā)生結構變化。 （ 2）露天粉塵、潮濕對傳感器造成短路的影響。 （ 3）在腐蝕性較高的環(huán)境下，如潮濕、酸性對傳感器造成彈性體受損或產生短路等影響。 （ 4）電磁場對傳感器輸出紊亂信號的影響。 （ 5）易燃、易爆環(huán)境必須選用特制的防爆傳感器。 傳感器的穩(wěn)定性有定量指標，在超過使用期后，在使用前應重新進行標定，河北工程大學科學學院 畢業(yè)設計（論文） 10 以確定傳感器的性能是否發(fā)生變化。在某些要求傳感器能長期使用而又不能輕易更換或標定的場合，所 選用的傳感器穩(wěn)定性要求更嚴格，要能經受住長時間的考驗。 2．靈敏度的選擇 通常，在傳感器的線性范圍內，希望靈敏度越高越好。因為只有靈敏度高時，與被測量對應的輸出信號值才比較大，有利于信號處理。但靈敏度高時，與被測量無關的外界噪聲也會被放大系統(tǒng)放大，影響測量精度。因此，要求傳感器本身應具有較高的信噪比，盡量減少從外界引入的干擾信號。 3．對傳感器數(shù)量和量程的選擇 傳感器數(shù)量的選擇是根據(jù)電子衡器的用途、秤體需要支撐的點數(shù)（支撐點數(shù)應根據(jù)使秤體幾何重心和實際重心重合的原則而確定）而定。 傳感器量程的選擇可 依據(jù)秤的最大稱量值、選用傳感器的個數(shù)、秤體的自重、可能產生的最大偏載及動載等因素綜合評價來確定。根據(jù)經驗，一般應使傳感器工作在其 30%～ 70%量程內，但有較大沖擊力的衡器，在選用傳感器時，一般要使傳感器工作在其量程的 20%～ 30%之內，才能保證傳感器的使用安全和壽命。 4．精度的選擇 精度是傳感器的一個重要的性能指標，它是關系到整個測量系統(tǒng)測量精度的一個重要環(huán)節(jié)。傳感器的精度越高，其價格越昂貴，因此，傳感器的精度只要滿足整個測量系統(tǒng)的精度要求就可以，不必選得過高。這樣就可以在滿足同一測量目的的諸多傳感器中 選擇比較便宜和簡單的傳感器。如果測量目的是定性分析的，選用重復精度高的傳感器即可，不宜選用絕對量值精度高的；如果是為了定量分析，必須獲得精確的測量值，就選用精度等級能滿足要求的傳感器稱重傳感器。 精度選擇滿足下列兩個條件： （ 1）滿足稱重變送器輸入的要求。傳感器的輸出信號必須大于或等于稱重變送器要求的輸入信號。 （ 2）在對傳感器精度選擇的時候，應使傳感器的精度略高于理論計算值。 本方案中，物料對衡器沖擊小，且物料重 5000g，選擇 4 個 5000g 的傳感器，使傳感器工作在其 30%～ 70%量程內，正好滿足要 求。 河北工程大學科學學院 畢業(yè)設計（論文） 11 托利多 MTB5 稱重傳感器 根據(jù) 和 的結論，選擇托利多 MTB5 單點式波紋管焊接密封不銹鋼傳感器。 1．托利多 MTB5 稱重傳感器產品特點 （ 1）獲得荷蘭 NMI 頒發(fā)的 OIML R60 C3 證書 （ 2）安裝高度低 （ 3）不銹鋼材質 （ 4）焊接密封，防護等級 IP68 （ 5）防爆性能滿足 EEx ib tlc T4 要求 （ 6）同 HBM Z6 兼容 （ 7）可提供高溫傳感器，最高工作溫度為 200℃ （ 8）適用于包裝秤、皮帶秤和化工等行業(yè)的配料稱重控制。 2．托利多 MTB5 稱重傳 感器技術指標： 技術指標如表 21 所示。 表 21 MTB5 稱重傳感器技術指標 額定容量 kg 5 靈敏度 mV/V 2177。 不重復性 %. ≤ 滯后 %. ≤177。 續(xù)表 21 非線性 %. ≤177。 蠕變（ 30 分） %. ≤177。 零點輸出 %. ≤177。 1 溫度補償范圍 ℃ 10～ +40 工作溫度范圍 ℃ 20～ +65 靈敏度溫度系數(shù) %Load/ ℃ ≤177。 零點溫度系數(shù) %./ ℃ ≤177。 輸入阻抗 Ω 387177。 4 輸出阻抗 Ω 350177。 1 絕緣電阻 MΩ ≥ 5000(直流 50V) 河北工程大學科學學院 畢業(yè)設計（論文） 12 建議激勵電壓 V(DC/AC) 5～ 15 最大激勵電壓 V(DC/AC) 20 安全過載 %. 150 極限過載 %. 300 防護等級 IP68 電纜長度 m 3 稱重變送器的選擇 稱重變送器的用途和特點 1．用途 稱重變送器是一種將物理量變換成電信號，將毫伏信號輸出的傳感器經隔離放大轉換成標準直流信號的變送器。通常采用 SMT 工藝，針對工 業(yè)過程的電阻應變式信號傳感器而設計制造，適用于不同規(guī)格稱重傳感器。 稱重變送器在工業(yè)稱重過程中常用的一種變送器，廣泛應用于數(shù)據(jù)采集、信號傳輸轉換和集散稱重控制系統(tǒng)和配料系統(tǒng)，主要應用于水泥、混凝土、玻璃、造紙、塑膠、化工、冶金、有色、棉紡、試驗機等行業(yè)稱重式料位、重量負荷、張力、拉壓力信號的變送、顯示、檢測等。 2．特點 稱重變送器 有穩(wěn)定性好，輸出信號可以直接用 PLC 等控制，安裝簡易。 AT10 模擬型稱重變送器 根據(jù)工程的實際情況和傳感器的數(shù)量，我們選擇 AT10 模擬型稱重變送器。 1． AT10 模擬型稱重變送器規(guī)格，如表 22 AT10 稱重變送器規(guī)格所示。 表 22 AT10 稱重變送器規(guī)格 電源 24Vdc177。 15% 傳感器激勵電壓 10Vdc ( 最多 4 x 350 傳感器 ) 功耗 6W 可用輸出 0–5Vdc, 0–10Vdc, 0–20mA 或 4–20mA 滿刻度輸入范圍 3mV－ 30mV 可選 河北工程大學科學學院 畢業(yè)設計（論文） 13 線性度 + %滿刻度 安裝 DIN 導軌安裝 尺寸 (長 高 寬 ) 125mm 90mm 65mm 接線 端子塊，節(jié)距 傳感器連接 4 線 + 屏蔽 儲存溫度 20 至 + 50 176。C 工作溫度 10 至 +40 176。C（最大相對濕度 85%無冷凝 ) 熱穩(wěn)定性 20ppm / 176。C 零點標定 使用 4 個撥碼開關簡單調整 零點標定 使用 20 圈微調筒精確調整 滿刻度標定 使用 4 個撥碼開關簡單調整 滿刻度標定 使用 20 圈微調筒精確調整 模擬濾波器 通過 270176。圈微調筒調整 CE 認 證 EN500811e、 EN500822 EMC、 EN610101 LVD 可選項 115/230Vac 50/60Hz 電源， DIN 導軌安裝 2． AT10 接線圖和各端子功能 AT10 各端子功能如表 23 所示。 表 23 AT10 各端子功能 20 極 MA 6 極 MB 1. 傳感器 1 激勵電壓 21. 模擬輸出 0/420mA+ 2. 傳感器 1 激勵電壓 + 22. 模擬輸出 010V+ 3. 傳感器 1 信號 – 23. 模擬輸出 4. 傳感器 1 信號 + 24. 電源 (24V) 5. 屏蔽 25. 電源 (24V)+ 6. 傳感器 2 激勵電壓 26. 接地 7. 傳感器 2 激勵電壓 + 8. 傳感器 2 信號 – 9. 傳感器 2 信號 + 10. 屏蔽 11. 傳感器 3 激勵電壓 12. 傳感器 3 激勵電壓 + 13. 傳感器 3 信號 – 14. 傳感器 3 信號 + 河北工程大學科學學院 畢業(yè)設計（論文） 14 15. 屏蔽 16. 傳感器 4 激勵電壓 17. 傳感器 4 激勵電壓 + 18. 傳感器 4 信號 – 19. 傳感器 4 信號 + 20. 屏蔽 3． AT10 總則 本變送器必須安裝在 DIN 導軌上，端子塊“ MA”的 位置必須垂直處于下方。 為防止變送器在運行過程中受到損壞，請始終保持金屬蓋子處于關閉狀態(tài)。 當使用可選的其他電源時，必須就近與變送器安裝。兩個裝置之間的電纜線不得超過 1 米。 4． AT 10 輸入電壓 （ 1）輸入電壓必須和端子塊“ MB”相連接。 （ 2）輸入電壓的范圍： 20Vdc 至 28Vdc (24Vdc177。 15%)。 5．與稱重傳感器的連接 在連接稱重傳感器之前，請參考以下內容： （ 1）稱重傳感器的電纜應遵循它們自身的路徑。 （ 2）如果傳感器電纜為 6 芯導線 (含 +/ sense)，則“ + Sense”必須和“ +Exc”的端子連接在一起；“ Sense”必須和“ – Exc”的端子連接在一起。 （ 3）本變送器連接的稱重傳感器的最大數(shù)量為 4 350 歐姆。 （ 4）激勵電壓為 10Vdc。 （ 5）本變送器的輸入信號范圍允許稱重傳感器具有 13mV/V 的靈敏度。 （ 6）稱重傳感器必須和端子塊“ MA”相連接。 6．模擬輸出 （ 1） AT10 變送器可選擇電壓或電流作為模擬輸出。 （ 2）電壓輸出為 010Vdc；電流輸出為 020mA 或 420 mA。 （ 3）電流輸出最大負載阻抗為 500。 （ 4）模擬輸出的電纜連接必須遵循其自身的路徑 。 （ 5）使用跳線器 J1 選擇 010 V、 0 20mA 或 4 20mA 的模擬輸出。 J1 關：420mA； J1 開： 020mA/ 0 10V。 7．模擬濾波器的使用 河北工程大學科學學院 畢業(yè)設計（論文） 15 （ 1）跳線器 J2 是用來當模擬輸出不穩(wěn)定時插入模擬濾波器的。 J2 關 : 濾波器可用； J2 開 :濾波器不可用。 （ 2）當順時針旋轉微調筒時，會影響到濾波值的增加。 （ 3）當逆時針旋轉微調筒時，會影響到濾波值的減少。 舵機的選擇 舵機是集成了直流電機、電機控制器和減速器等，并封裝在一個便于安裝的外殼里的伺服單元。能夠利用簡單的輸入信號 比較精確的轉動給定角度的電機系統(tǒng)。舵機安裝了一個電位器或其它角度傳感器檢測輸出軸轉動角度，控制板根據(jù)電位器的信息能比較精確的控制和保持輸出軸的角度。這樣的直流電機控制方式叫閉環(huán)控制，所以舵機更準確的說是伺服馬達。 舵機的規(guī)格和選型 舵機的規(guī)格主要有幾個方面：轉速、轉矩、尺寸、重量 、材料等。在做舵機的選型時