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秤體彎曲變形對兩種不同結構的地磅的影響

時間:2017/11/28閱讀:535
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  本文研究了秤體彎曲變形對兩種不同結構的地磅的影響, 由于傳感器的放置方式不同,秤體變形對地磅產(chǎn)生的誤差也不同,傳感器正放置產(chǎn)生的相對誤差要遠大于傳感器反放置產(chǎn)生的相對誤差。

  目前,80-100噸大噸位地磅已十分普 及,120-150噸的地磅也隨處可見,傳統(tǒng)的檢 定方法越來越難適應,而且費時費力,檢定成本也直 線上升,尋找新的檢定方法已十分迫切,而了解秤體 彎曲變形對不同結構的地磅的影響十分必 要。本文就是本所獲得項目《地磅快速標準檢定儀》的實驗結論,現(xiàn)在提供給其他研究地磅及地磅檢定裝置的同行們,以 作參考。

  根據(jù)地磅的傳感器安裝方式的不同,可 將地磅分為兩種:1、傳感器反放,2、傳感器正 放。當?shù)匕踹M行承載時,秤面將發(fā)生彎曲變 形,變形會對稱量結果造成誤差,同樣的變形,傳感 器不同的安裝方式,對稱量結果產(chǎn)生的誤差大小不同。

  下面分別進行討論

  (一)地磅的稱重傳感器正放置。對于這 種情況,秤體在大負荷的時候受重力產(chǎn)生變形,使稱 重傳感器受到一個水平分力和一個彎矩的作用,而 且受力點也產(chǎn)生偏移,所以誤差稍大。

  (二)地磅的稱重傳感器反放置。對于這 種放置方式,不存在上一種方式存在的問題。因為這 種稱重傳感器的放置,當秤體在大負荷受到重力產(chǎn) 生變形時,稱重傳感器也跟著秤體變形發(fā)生偏轉, 使稱重傳感器的受力方向始與其軸線一致。由下 面計算可知:此情況秤體變形產(chǎn)生的相對誤差只有 10-7數(shù)量級,相對于中準確度級允許相對誤差10-3 數(shù)量級來說,可以忽略不計。

  下面先計算秤體變形產(chǎn)生的撓度和偏轉角。

  例:100噸地磅,長16米,由六只壓式稱 重傳感器支撐,傳感器反放置,縱梁由六根28槽鋼 (E=2X109,I=5130X10~8)組成。按照檢定規(guī)程計算偏 載測試,采用兩種檢定手段,差別多大?

  解:由檢定規(guī)程可知,此電子秤偏載測試需要的 重量值為1%000N(20噸),為了計算方便,取受力點 在兩個傳感器的中點(此時為撓度zui大的點,為zui 差情況)

  

云網(wǎng)客1.jpg

 

  

云網(wǎng)客2.jpg

 

  此時傳感器受三個力的作用:秤體的壓力F,地 面的支撐力N和摩擦力f。在水平方向fcFsin 0,在 垂直方向N=FcoS 0,而在垂直方向的力等于秤體所 受的重物的重力P,所以N=p=Fcos 8,f=Ntg 0 =ptg 0, 所以柞=屯0 =tg(0,075)=0,0013,即傳感器要受到重 物重力0.13%的水平剪切力和彎距作用,同時傳感 器受力點發(fā)生偏移。

  傳感器反放:受力分析如下

  

云網(wǎng)客3.jpg

 

  傳感器受到兩個力的作用:秤體對傳感器的壓 力和球的支撐力,二者在傳感器軸線上,大小相等, 方向相反。傳感器受力N與荷載P的關系為:

  N cos 0 = p

  故此偏轉角產(chǎn)生的誤差=(N-P)/P =l/cos 0 -I=l/cos0.075-l=8.6xl0-7

  由計算可知:若將20噸砝碼放置于兩個傳感器中 點,秤體變形3.47mm,產(chǎn)生偏轉角0,075度,由此產(chǎn) 生的相對誤差為10-7數(shù)量級,對于中準確度衡器相 對允差為10-3數(shù)量級的要求來說,可以忽略不計。

  同理,對于各稱量點,本結論同樣試用。

  對于傳感器正放,我們做實驗進行誤差測試。 實驗:秤體變形產(chǎn)生的誤差測定 實驗原理:將24噸砝碼放置在秤的四個角上, 測得數(shù)據(jù);再將砝碼放置在秤的*,測得數(shù)據(jù)。然 后計算示值差。

  實驗數(shù)據(jù)如下表

  

云網(wǎng)客6.jpg

 

  注:

  傳感器:量程:20噸 0.02%等級 出廠檢驗數(shù)據(jù):非線性0.02%重復性0,01% 滯后0.01% 蠕變0.017% 稱重顯示器:3190型 秤臺尺寸:長6米、寬3.5米、高26厘米 自重4100千克,實驗時,零點跟蹤已經(jīng)解除 6月7日,氣溫28t,6月8日,小雨氣溫22V 6月7日,標定被檢定衡器時無風 兩種放置方法:秤體變形相差3毫米 結論

  此實驗中,傳感器為正放置,由數(shù)據(jù)可以看出,傳 感器正放,秤體變形產(chǎn)生的誤差達到7xl0-5。

  綜上所述,由于傳感器的放置方式不同,秤體變 形對衡器產(chǎn)生的誤差也不同,傳感器正放置產(chǎn)生的 相對誤差(7xl0-5)要遠大于傳感器反放置產(chǎn)生的相 對誤差(8.6X10-7),髙兩個數(shù)量級。

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