稱重模塊靜態(tài)與動態(tài)載荷

在為某個應(yīng)用程序選擇稱重模塊時，考慮如何為稱重模塊施加載荷非常重要。料罐、料斗、料倉以及容器上的大多數(shù)稱重模塊應(yīng)用都使用靜態(tài)載荷。如果是靜態(tài)載荷的話，則幾乎或者根本不會對稱重模塊產(chǎn)生剪切力。像輸送裝置、管架、機械秤轉(zhuǎn)換等應(yīng)用以及帶有高功率攪拌機和混合機的秤使用動態(tài)載荷。使用動態(tài)載荷，在將產(chǎn)品放在秤上或進行加工的過程中會將水平剪切力傳輸至稱重模塊。請參閱第 6 章“壓式稱重模塊”，了解稱重模塊懸掛的類型以及其應(yīng)用參數(shù)。

采用多少個稱重模塊？

對于現(xiàn)有安裝而言，稱重模塊的數(shù)量取決于現(xiàn)有支撐的數(shù)量。如果一個料罐有四個支架，那么您就需要使用四個稱重模塊。
而對于新的安裝而言，好選擇三點支撐系統(tǒng)，因為其確保了在稱重模塊上分配正確的載荷。如果考慮風(fēng)、流體晃動或者地震載荷因素，那么料罐可能需要四個或四個以上的支撐來另外加固，防止其傾斜。
大多數(shù)的秤應(yīng)用都采用三個或者四個稱重模塊。梅特勒-托利多儀表可以計算四個、八個，甚至多的稱重模塊的輸出總和，但是出四個以后就很難達到平均分配重量以及調(diào)整移位。
要計算每個稱重模塊的必要量程，請用系統(tǒng)總量程除以支撐的數(shù)量。總量程要應(yīng)用安全系數(shù)，以防低估了重量或者重量分配不均。在第 6 章“壓式稱重模塊”和第 7 章“拉式稱重模塊”中講述了確定稱重模塊大小的程序。環(huán)境因素（如地震荷載和風(fēng)力荷載）也會影響應(yīng)用中稱重模塊的量程，請參見第 4 章“稱重模塊環(huán)境影響考慮因素”。
稱重模塊現(xiàn)場校準(zhǔn)

另外一個要考慮的要素就是如何校準(zhǔn)稱重模塊系統(tǒng)。如果您向現(xiàn)有料罐添加稱重模塊的話，可能需要改造料罐才能在上面懸掛合格的校驗砝碼。料罐至少要能夠支撐相當(dāng)于產(chǎn)品凈重（規(guī)定量程）的 20%的重量。第 8 章“稱重模塊系統(tǒng)校準(zhǔn)”中講述了一些現(xiàn)場校準(zhǔn)的方法。

料罐和容器設(shè)計
將出現(xiàn)料罐秤的精確度會受到料罐本身設(shè)計的影響。應(yīng)設(shè)計新的料罐，保證其在物料重量作用下不會嚴(yán)重彎曲，并且不會在滿載或空載的情況下出現(xiàn)壓力失衡。如果您要將現(xiàn)有料罐轉(zhuǎn)至秤上，您可能需要修改料罐來滿足這些要求。
壓式秤的穩(wěn)定性
稱重模塊旨在將負(fù)載準(zhǔn)確移至稱重傳感器，同時避免發(fā)生上一部分中所述的不必要的作用力。
是從 Centerlign（一種典型壓式稱重模塊）頂板的簡化橫截面圖。
頂板
搖桿銷
稱重傳感器
梅特勒托利多稱重模塊Centerlign 頂板的簡化橫截面
它顯示的是置于搖桿銷上的頂板，是將載荷移至稱重傳感器的工具。搖桿銷的上表面為球面半徑，這就是說頂板只有單點支撐，理論上應(yīng)為頂板的中心點。另外，稱重模塊必須具備允許頂板在發(fā)生熱膨脹和收縮時水平移動的機制，這種情況下，搖桿銷經(jīng)過 5-7 次傾斜，使頂板的支撐點水平移開中心點位置。前述狀況有兩個重要后果：
1.無法向頂板施加力矩來防止其轉(zhuǎn)出水平面之外。
2.頂板會自然轉(zhuǎn)出水平面之外。即使從上方向頂板添加負(fù)載，下面的支撐點也會因為熱膨脹/收縮輕微偏離中心，這樣就會產(chǎn)生多種轉(zhuǎn)動頂板的可能。這一情形會因為必然的制造和安裝容差而加重。
這些點對所有稱重模塊都適用，并且對壓式秤的設(shè)計師有很多啟示：
?一個單獨的壓式稱重模塊無法支撐一個秤，至少需要三個稱重模塊。在平面圖中，稱重模塊不能在一條直線上，三個稱重模塊必須安排成三角形，四個則要安排成正方形或矩形等。
?作用于稱重心的垂直重力應(yīng)始終在支撐點規(guī)定的稱重模塊頂板上的水平面范圍內(nèi)；不得出這一范圍。換句話說，在正常的稱重狀況下一定會對稱重模塊產(chǎn)生一些向下的作用力。不能過任何稱重模塊的額定量程，因為可能會損壞稱重傳感器；理想狀況下重心應(yīng)在位置，這樣所有的稱重模塊才能平均負(fù)載。
?請參見圖 5-8，稱重模塊必須夾在堅固的底座（下部）和堅固的秤結(jié)構(gòu)（下部）之間，以確保基座和頂板保持在水平面內(nèi)。底座可以是混凝土，也可以是鋼結(jié)構(gòu)。秤結(jié)構(gòu)可為鋼質(zhì)平臺，也可為料罐、料斗等，增加稱重模塊頂板的堅固性。如果料罐有支架，支架一定要牢固并且呈十字支撐，請參見下面的圖 5-15a 和 5-15b。
典型的秤配置（可看到 4 個稱重模塊中的 2 個）
?基板不能直接置于腳輪或車輪上，如圖 5-9 所示。可以制作案秤，但是車輪/腳輪與稱重模塊基板之間必須有堅固的架構(gòu)。

稱重模塊一般安裝指南
向稱重傳感器施加力
使用應(yīng)變計的稱重傳感器十分敏感，能夠檢測到重量發(fā)生的十分細(xì)微的變化。技巧是確保它們僅對您想要測量的重量作出反應(yīng)，而不對其它力作出反應(yīng)。要獲得準(zhǔn)確的重量讀數(shù)，您必須認(rèn)真核實重量施加至稱重傳感器的方式及位置。理論上，安裝的稱重傳感器要使負(fù)載在整個重量范圍內(nèi)垂直施加（參見圖 5-1）。
要獲得理想的稱重效果，稱重容器和稱重傳感器支撐需要保持水平和平行，并且要務(wù)必?zé)o比牢固。如梅特勒托利多稱重模塊
果料罐秤及其結(jié)構(gòu)支撐經(jīng)過仔細(xì)設(shè)計和安裝，那么秤就可以獲得理想的載荷應(yīng)用。如果秤安裝不正確，則由多種力會影響其精確度。下面的部分講述的是料罐秤應(yīng)用中常碰到的載荷問題。
角向載荷
如果力并非完全垂直施加至稱重傳感器，那么就會發(fā)生角向負(fù)載。這一對角力可看作是其垂直組件和水平組件的合力。在設(shè)計完好的稱重模塊應(yīng)用中，稱重傳感器會感應(yīng)出重量（垂直作用力），但無法感應(yīng)到側(cè)向負(fù)載（水平力）。
為帶有稱重傳感器的稱重模塊應(yīng)用固定在底座上。料罐重量產(chǎn)生的力完全垂直向下。圖 5-2b 中的作用力有一定的角度。該角向力的垂直組件 (F) 垂直于稱重傳感器， 并受到感應(yīng)；相當(dāng)于圖 5-2a 中施加的力。水平組件（側(cè)向力）= F × Tangent θ.
所示為角向負(fù)載是如何影響固定在進行稱重的料罐上的稱重傳感器。圖 5-3a 所示為作用力完全垂直的理想安裝情況。在圖 5-3b 中，垂直于稱重傳感器并受到感應(yīng)的作用力 (FN) 會小于理想安裝情況下施加到稱重傳感器上的垂直作用力 (F)。這種情況下，F(xiàn)N = F × Cosine θ.梅特勒托利多稱重模塊
如果垂直作用力的施加方向不在中心線上，就會出現(xiàn)偏心荷載。這一問題可能由熱膨脹和收縮所致，也可能由安裝硬件設(shè)計不佳所致。使用能夠適應(yīng)膨脹和收縮的稱重模塊，您就可以避免偏心荷載問題。
側(cè)向載荷和端部載荷
如果水平力作用于稱重傳感器的側(cè)面或端部，則會發(fā)生側(cè)向負(fù)載和端部負(fù)載（請參見圖 5-5）。它們可能由熱膨脹和收縮、偏離或者動態(tài)負(fù)載引起的容器移位所致。側(cè)向和端部作用力可能會影響秤的線性和磁滯。對于靜態(tài)負(fù)載應(yīng)用而言，請使用能夠抵消熱運動的稱重模塊系統(tǒng)。而對于動態(tài)負(fù)載應(yīng)用而言，請使用帶有自校準(zhǔn)負(fù)載銷懸架的稱重模塊系統(tǒng)。
施加至稱重傳感器的側(cè)向作用力和端部作用力
如果側(cè)向所用力轉(zhuǎn)動稱重傳感器，則會發(fā)生轉(zhuǎn)矩載荷。這可能由結(jié)構(gòu)彎曲、系統(tǒng)動力則學(xué)、熱運動或安裝硬件偏離所致。轉(zhuǎn)矩載荷會降低系統(tǒng)的精確度和可重復(fù)性。為避免發(fā)生這一問題， 請務(wù)必遵守相應(yīng)的結(jié)構(gòu)支撐和安裝指南，并使用防止料罐運動的稱重模塊。


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