地磅桥式称重传感器钢球为什么用手能转动

本文运用弹性力学和高等数学的知识，分析了转动桥式称重传感器钢球所需要 的力，解释了钢球用手能转动的原因。本文为现场用手转动钢球的方法进行检验提供了理论依 据。最后指出了在现场缺少检验设备时，用手转动钢球的方法来检验桥式称重传感器的受力，仍 不失为一种简单易行的方法。

桥式称重传感器在地磅、轨道衡、料斗秤中 应用比较广泛。在安装完毕后调试前，有经验的调 试人员常常通过转动钢球来检验称重传感器基础 板高度差是否超差或秤体是否发生较大变形。但许 多人只知道应用，却说不清其中的道理。下面运用 弹性力学和高等数学的知识从理论上定量地对桥 式称重传感器进行受力分析，来解释这个事实。

一、桥式称重传感器的应用如图1所示

桥式称重传感器采用钢球传力结构，受力点在 传感器弹性体中心，弹性体上平面中心为球面，中 间为钢球联接，具有良好的自动复位特性。稳定性 及重复性高，抗冲击及抗侧向力性能也相当良好， 安装调试方便，不需固定力矩紧固。桥式称重传感 器的特点决定了它在地磅、轨道衡、料斗秤中的广泛应用。

二、用手转动桥式称重传感器钢球所需要的力

1.传感器弹性体或压头与钢球接触面半径的计算

根据弹性力学知识计算传感器弹性体或压头 与钢球接触面半径的公式为：

2.用手转动钢球需克服的摩擦力矩 在传感器弹性体或压头与钢球接触面内，压力 分布函数为一个半球面函数，即接触面内各点压力 的大小与以接触面为底的半球面的各点处高度成 正比。如图2所示。

3.用手转动钢球所需要力的计算 现将用手转动钢球时的受力简化为作用在钢球 中间水平面内的力偶，由力矩平衡公式：

对于大小为132.9N约13.6kg)的力偶，如果调试人员握住钢球中间用些力就能转动钢球。

三、结束语

对于称重传感器多于四只的地磅、轨道衡， 秤体自重作用于秤体两端传感器的力要比秤体作 用于中间传感器的力小一些。但所有两端的传感器 受力应该是相同的，所有中间的传感器受力也应该 是相同的，这一点对转动钢球进行检验仍然具有可 比性。如果转动钢球时，有的称重传感器点转得非 常轻松，有的称重传感器点转得非常费劲或用力也 转不动，就可推断称重传感器基础板高度差超差或 秤体发生了较大变形，需要进行检查、调整后才能 校准。可见，在现场缺少检验设备时，用手转动钢球 的方法来检验桥式称重传感器受力仍不失为一种简单易行的方法。