选择拉压称重传感器时,必须考虑受力方向改变后会发生什么。夹具在稳定拉伸时可能读数正确,但受压后却出现不同结果,原因可能是转接件移动、接头间隙被消除,或电子设备截去了负值。选择传感器和读数仪表前,应先明确完整受力周期及正负号约定。

拉压称重传感器选型需要明确正负方向的力值要求
分别列明预期拉力和压缩力,并计入夹具重量及有意施加的预载。说明在仪表和接收数据的PLC中,哪个方向定义为正方向。还应列明换向频率、保持时间,以及设备作出判断时的作用力。
传感器METRAVON MV-LC0190列出的额定载荷为1、5、20和50 kg。识别具体规格时,应保留这些目录单位;说明设备所需作用力时,则应采用明确且双方认可的单位。若试验使用牛顿,应记录校准采用的换算方法,不能把以千克表示的质量与以牛顿表示的力视为同一物理量。
仅凭产品测量范围,不能认定连接部件适用,也不能确定反复换向时的耐久性。应确认所供器件允许的工况、连接细节和校准范围。如果总成只在一个方向接受过验证,就不能把这份结果当作双向试验的证据。
设计可换向且不改变传力路径的夹具
按传感器图纸使用规定的连接结构。在整个行程内,让作用力始终沿测量轴线施加,而不只是起始位置对中。执行器运动或机架挠曲,都可能引入随周期变化的偏轴载荷。
使用螺纹转接件时,应依据部件文档确认螺纹啮合长度、防松方式和装配扭矩。采用规定的方法承受拧紧时的反作用扭矩,不能让扭矩经过敏感元件传递。不得让转接件顶住非指定的内部表面,以求获得看似牢固的配合。
注意作用力经过零点时接头是否移动。杆端关节或联轴连接中的间隙,可能使部件先移动一段距离,另一侧接触面才开始承载,从而引起冲击或信号突变。预载可以作为工程解决方案的一部分,但它也会占用机械承载能力,并改变零点状态。软件去皮不会消除这部分作用力。
应分别设计两个方向的保护,并避免在正常测量时形成并联载荷路径。受压限位件不一定能保护承受拉力的连接件。限位与支承方案还必须保证,拆除传感器时不会留下失去支撑的载荷。
从桥路到控制器核查正负双向测量
| MV-LC0190额定载荷 | 标称灵敏度 | 输入设置 |
|---|---|---|
| 1 kg | 0.5 mV/V | 在激励相同、载荷占额定载荷比例相同的条件下,标称信号为较大额定载荷规格的一半。 |
| 5 / 20 / 50 kg | 1.0 mV/V | 采用所选额定载荷规格及随附校准值,不能照搬1 kg规格的设置。 |
所列灵敏度容差为:1 kg规格+/-0.1 mV/V,其他规格+/-0.2 mV/V。这些数值描述灵敏度的差异,并非完整测力试验的不确定度。参考激励范围为4-12 VDC;所列最大值15 VDC不是正常供电的推荐值。
以5 V激励作示例,两类规格的标称满量程信号变化分别为2.5 mV和5 mV。应确认调理器能够接收以安装后零点为基准的所需正、负桥路信号。某个输入在正向加载试验中工作正常,反向时却可能饱和或抑制信号。
标准电缆的参考配置为四线制、0.2 m。应规划附近的端接位置,并确认允许的延长方案。传感器本身不提供4-20 mA或Modbus RTU接口;这些接口需要另行指定调理器或仪表。
若采用电流环变送器,应记录拉力、零作用力和压缩力如何映射到输出范围。不能假定零作用力就对应4 mA。还应检查PLC如何区分有效负向力值、电缆故障和超量程数值。PLC接线指南介绍桥式输入与控制器接口各自承担的功能。
验收应覆盖完整换向周期,而不是两个孤立读数
约定的试验顺序应包括正常起始状态、逐渐增力、卸载、经过零点,以及向另一方向加载。采用最终使用的转接件和合适的参考量。在相同试验点记录可获取的原始信号、仪表力值和PLC数值。
比较重复周期及回零情况。换向时若出现跳变,应先检查接头运动和信号处理,再改变比例系数。若两个方向的响应持续存在差异,应在受控条件下调查对中、摩擦、传感器表现及校准方法。
将滤波和采样设置与结果一同保存。慢速静态试验不能证明同一系统能捕捉快速生产周期中的峰值。验收计划和咨询资料应包含要求的工作速率及力—时间曲线。
提交夹具图、正负方向的力值限值、预载、周期频率及读数要求,可使用METRAVON联系页面。要求报价明确额定载荷、连接方案、电缆、调理器,以及每个方向所需的验证。这样可以避免先订购传感器,后来才发现仪表无法表示一半测量周期内的力值。
双向测量的常见问题
问题1:在软件中改变正负号,能让仅用于压缩测量的传感器测量拉力吗?
不能。改变正负号只会改变显示约定,不会改变机械传力路径。用于拉力测量,必须有明确适用的敏感结构及连接件。应先确认这两项,再考虑电子正负号设置或校准。
问题2:执行器换向时,可以保持零点跟踪开启吗?
只有该工作状态已被认可为参考状态时才可以。否则,控制器在等待信号稳定时,可能将真实残余力或预载清零。应明确允许调零的时机,并用实际动作顺序验证,包括零件尚未完全脱离接触的情况。
问题3:出厂证书是否涵盖新换的一套转接件?
证书只涵盖其中注明的校准条件。新转接件可能改变对中、间隙和力的传入方式。应检查证书范围,并验证修改后的总成,不能仅凭传感器序列号未变就认定原结果仍适用。
总结
明确两个方向的作用力和正负号,确保机械连接可靠,并验证完整换向顺序。对于MV-LC0190,不同额定载荷规格的灵敏度及较短的标准电缆,都是采购时需要具体核查的项目。验收还应包括控制器实际接收到的力值,而不只是传感器在独立试验台上的响应。
