電子皮帶秤廣泛應(yīng)用在選礦廠作為原礦自動(dòng)計(jì)量設(shè)備，它能考核生產(chǎn)指標(biāo)，提高經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)過(guò)多年研究發(fā)展，國(guó)內(nèi)很多廠家都已經(jīng)能夠生產(chǎn)出使用效果不錯(cuò)的電子皮帶秤，但是現(xiàn)有的產(chǎn)品依然存在著一些問(wèn)題，電子皮帶秤的精度還有著很大的提升空間。
經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的了解觀察和搜集相關(guān)文獻(xiàn)，本文歸納了包括因?yàn)檎駝?dòng)、底座設(shè)計(jì)不當(dāng)、稱量托輥直線位移、測(cè)速傳感器安裝方式不佳所引起的誤差，并結(jié)合我公司電子皮帶秤結(jié)構(gòu)，提出一種能夠解決上述幾種誤差的改進(jìn)方案。
幾種誤差出現(xiàn)原因及解析
1.震動(dòng)引起誤差
實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，由于皮帶扣、皮帶、托輥失圓、稱架的磨損和松動(dòng)等自然因素的存在，使皮帶秤正常工作時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)。這種振動(dòng)給稱重傳感器帶來(lái)稱量誤差的同時(shí)，也會(huì)給稱重傳感器帶來(lái)沖擊而降低使用壽命。
而由于托輥制造誤差，同心度要求達(dá)不到，也會(huì)引起震動(dòng)，導(dǎo)致測(cè)量誤差增大。
2.底座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)引起的誤差
在常規(guī)電子皮帶秤的設(shè)計(jì)中，傳感器底座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是很多設(shè)計(jì)工程師注意不到的一項(xiàng)因素。然而，傳感器的底座結(jié)構(gòu)，也會(huì)對(duì)傳感器測(cè)量精度和穩(wěn)定性造成一定影響。浙江省傳感器電子稱重研究所曾對(duì)傳感器底座結(jié)構(gòu)對(duì)傳感器測(cè)量精度影響進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，試驗(yàn)的3種底座結(jié)構(gòu)，1號(hào)是剛性底座（受載時(shí)不能彎曲變形），2號(hào)和3號(hào)是撓性底座（受載時(shí)其兩端產(chǎn)生一定撓度）。
采用橋式傳感器對(duì)三種底座結(jié)構(gòu)進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：底座結(jié)構(gòu)對(duì)傳感器的性能影響較大。一個(gè)性能良好的傳感器不論選用何種底座，其重復(fù)性指數(shù)沒(méi)有多大影響，但其線性和滯后指教變化較大。因此，不同彈性體的傳感器，根據(jù)其受力狀況和相應(yīng)的邊界條件，需要設(shè)計(jì)不同形式的底座,以便傳感器應(yīng)變區(qū)應(yīng)力均勻明確，從而保證它和負(fù)載之間有良好的自然線性。如現(xiàn)在我們常用的橋式傳感器，采用撓性底座比采用剛性底座的標(biāo)定精度要高一些。
3.稱量托輥垂直位移引起的誤差
在電子皮帶秤工作過(guò)程中，在皮帶上沒(méi)有物料時(shí)，稱重機(jī)構(gòu)處在初始平衡狀態(tài)。當(dāng)皮帶輸送物料時(shí)主稱量托輥受力，稱重傳感器受力點(diǎn)產(chǎn)生垂直向下位移，因此稱量托輥就向下位移，這一位移將給力的傳遞帶來(lái)誤差。物料重力使主稱量托輥產(chǎn)生向下的作用力P和位移量D，由于皮帶位移，皮帶的張力T產(chǎn)生一個(gè)反作用力R，皮帶張力T是一個(gè)變量，它取決于皮帶物料重量的多少，皮帶的跑偏程度，皮帶的厚薄，溫度高低，濕度變化以及起始拉力的不同而不同，因此給力的傳遞帶來(lái)一個(gè)不隨稱量重量成正比例的變量R，即有下式：（特殊符號(hào)有缺失，詳細(xì)列示請(qǐng)參照?qǐng)?bào)本報(bào)實(shí)體紙）
式中：——稱量托輥實(shí)際受力
——有效稱量長(zhǎng)度；
因此主稱量托輥實(shí)際受力P產(chǎn)是隨R的變化而變化，并且小于真實(shí)物料重力P，會(huì)導(dǎo)致稱重傳感器測(cè)量精準(zhǔn)度下降。
4.測(cè)速傳感器引起的誤差
測(cè)速原理是把皮帶速度轉(zhuǎn)換成頻率訊號(hào)。皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)測(cè)速傳感器滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)，即把皮帶速度轉(zhuǎn)換成滾輪的轉(zhuǎn)速、滾輪轉(zhuǎn)速通過(guò)磁電機(jī)構(gòu)變成頻率信號(hào)，即有下式：（特殊符號(hào)有缺失，詳細(xì)列示請(qǐng)參照本報(bào)實(shí)體報(bào)紙）
式中：n——轉(zhuǎn)子磁杯和定子磁杯齒數(shù)
V——皮帶速度（m/s）
D——滾輪直徑（mm）
e——滾輪積塵厚度（mm）
F——測(cè)速傳感器輸出頻率
當(dāng)下很多電子皮帶秤已有產(chǎn)品的測(cè)速傳感器裝在下皮帶上面。經(jīng)長(zhǎng)期使用情況來(lái)看，在多塵及物料有粘結(jié)性的環(huán)境中，測(cè)速傳感器滾輪的外徑D經(jīng)常粘有一定厚度灰塵，使直徑增大。從上式可見(jiàn)，測(cè)速傳感器輸出頻率f將減少，滾輪粘灰在3毫米以上時(shí)，基本上就會(huì)引起1%左右的誤差。
又由于下皮帶的跳動(dòng)大，測(cè)速傳感器滾輪產(chǎn)生丟轉(zhuǎn)，引起滾輪轉(zhuǎn)速降低，相當(dāng)于上中V減小，其它是常量時(shí)，輸出頻率f減少，引起附加誤差。本來(lái)測(cè)速傳感器是用來(lái)補(bǔ)嘗皮帶速度的變化，由此引起的誤差往往比試圖補(bǔ)嘗誤差還要大，這就達(dá)不到測(cè)速目的，不加以克服，反而有害。
改進(jìn)方案
經(jīng)過(guò)分析以上誤差產(chǎn)生原因，結(jié)合我公司已有雙托輥電子皮帶秤結(jié)構(gòu)，提出了改進(jìn)方案。
?。?）提高稱量托輥的制造精度
為了減小皮帶張力T以及減小皮帶跳動(dòng)引起的稱量誤差，還要求托輥的同心度誤差越小越好，特別是稱量托輥的同心度不夠好影響更明顯。一般同心度應(yīng)小于0.5毫米，加工優(yōu)質(zhì)托輥，同心度不合格的托輥盡量不用。
（2）在傳感器與托輥托架之間安裝振動(dòng)能吸收裝置
在傳感器與托輥托架之間安裝振動(dòng)能吸收裝置。這種振動(dòng)能吸收裝置，是由承載架、振動(dòng)能吸收器、稱重傳感器和機(jī)架組成，其中振動(dòng)能吸收器的活塞桿與托輥架連接，振動(dòng)能吸收器的底面與稱重傳感器連接。
振動(dòng)能吸收器是由缸體、吸收式活塞、活塞桿、復(fù)位彈簧和螺母組件組成，其中吸收式活塞位于缸體的內(nèi)腔并與內(nèi)腔壁密封配合，吸收式活塞的端蓋與活塞桿連接，活塞桿與缸體端面密封，活塞桿端部有螺母組件與承載架連接，缸體底端面與稱重傳感器連接。
由于采用了上述結(jié)構(gòu)，滑塊在缸體內(nèi)運(yùn)動(dòng)具有導(dǎo)向強(qiáng)度高、壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，并可以利用能量吸收器將振動(dòng)能通過(guò)流體流動(dòng)阻尼轉(zhuǎn)換為熱能，消除各種振動(dòng)對(duì)稱量精度的影響，有效提高了傳感器的稱量精度。
?。?）根據(jù)傳感器類型，設(shè)計(jì)合適的底座
現(xiàn)在的電子皮帶秤產(chǎn)業(yè)中，大多數(shù)廠家選用的都是實(shí)用程度更高的橋式電路傳感器，本方案亦是如此，所以選擇撓性底座。
（4）提高稱量托輥，補(bǔ)償傳感器垂直方向位移所引起的誤差
對(duì)于稱量托輥垂直方向位移造成的測(cè)量誤差，一些廠家在電子皮帶秤使用說(shuō)明書中給出稱量托輥應(yīng)高出相鄰兩組托輥1~5毫米。實(shí)際上這時(shí)稱量托輥受皮帶自重較大，當(dāng)載荷小到皮帶自重相接近時(shí)，將產(chǎn)生誤差，其誤差值隨著稱量托輥高出兩旁托輥數(shù)值的增加而增大，為此我們使稱量托輥高出兩旁托輥，其值等于稱量托輥在滿載荷時(shí)垂直位移后正好與兩旁托輥在同一標(biāo)高上，一般在0.6~0.8毫米之間。
?。?）改變測(cè)速傳感器安裝方式，減小相應(yīng)誤差
為了克服這一誤差，我們改變了測(cè)速傳感器常規(guī)安裝方式，將測(cè)速滾輪安裝在上皮帶的下方，測(cè)速滾輪用壓縮彈簧的張力接觸于上皮帶的下面。由于上皮帶下的托輥組較密，皮帶又承受物料的重量，因而皮帶跳動(dòng)很小，測(cè)速滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)就平穩(wěn)，消除了測(cè)速滾輪的丟轉(zhuǎn)。在上皮帶下面較為清潔，測(cè)速滾輪通過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)，基本上不再粘有灰塵。這一改裝消除了由測(cè)速傳感器引起的附加誤差。
