地磅称重传感器在粮食干燥过程中的应用

地磅称重传感器在粮食干燥过程中的应用

本文首先介绍了地磅称重传感器的几种常见类型，并对它们的工作原理进行了简要分析。着重叙述了地磅称重传感器应用于农业生产中，尤其是在粮食干燥领域中发挥的巨大作用。

0.概述

随着近年来电子技术、检测技术和自动控制技术等科学技术的飞速发展，传感器技术已作为现代信息技术中最为重要的基础技术之一，被广泛的应用于各领域之中。作为传感器技术中发展较早、技术较为成熟的称重传感器技术更是早已被应用于各行各业中，且已做出了巨大的贡献。小到市场里的计费电子秤、实验室里的电子天平，大到汽车检测线百吨以上称重装置等都是以称重传感器为核心制造的设备。

1.地磅称重传感器的种类

地磅称重传感器是传感器众多种类中的最为常见的一种，它是将被测物体的重量这一物理量转换为电信号的一种器件或装置。这种由非电量装换为电量的装置是电子称重仪器中的核心组成部分。称重传感器的种类有很多，按原理可以分为电阻应变片式、电容式、压磁式和振弦式称重传感器等。

1.1电阻应变片式称重传感器

电阻应变片式称重传感器的原理是在外力的作用下将形变转换为电信号。具体的操作方法是在弹性元件表面粘贴应变片，弹性元件在受力之后会发生一定的微小形变，从而引起应变片也随之发生相应的形变，应变片的形变会使它的阻值增大或减小。此时，通过对电路进行测量就会将此形变转换为电信号。电阻应变片式称重传感器以其结构简单、工艺成熟和测量精度高等优点，被广泛应用于市场上的称重产品中，其占据着称重传感器高于九成的市场占有率。因此，电阻应变片式称重传感器具有较广泛的市场前景。

1.2电容式称重传感器

电容式称重传感器的原理是将外力作用转换为电容量变换。它是以具有可变参数的电容作为转换元件，把被测物的重量转换成因极板间距变化而引起的电容变化。其最常用的形式是由两个平行电极组成、极间以空气为介质的电容器。电容式称重传感器的优点是结构简单、动态响应快、较高的信噪比和较好的系统稳定性。其缺点是负载能力差、输出特性非线性、寄生电容影响大。

1.3压磁式称重传感器

压磁式称重传感器的原理是利用某些铁磁材料的压磁效应来实现由重量到电的变换。当铁磁材料在受到外部拉力或压力作用而在内部产生应力时，其导磁率会随应力的大小和方向而变化：受拉力时，沿力作用方向的导磁率增大，而在垂直于作用力的方向上导磁率略有减小；受压力作用时则导磁率的变化正好相反。这种物理现象就是铁磁材料的压磁效应。压磁式称重传感器的量程较大、抗过载能力强，但频率响应较小，测量精度较低（一般在1%左右）。

1.4振弦式称重传感器

振弦式称重传感器是以张紧的钢弦作为敏感元件，根据钢弦的固有振动频率与其张力有关，在对一个给定长度的钢弦施加一定外力时，钢弦的松紧程度出现变化，固有的振动频率也随之改变，即振弦的振动频率反映了被测力的大小。

2.地磅称重传感器在干燥机中的应用

2.1称重法测粮食含水率的原理

目前，称重传感器在各行各业中都发挥了其重要的作用，尤其是在农业生产中。一种将称重传感器与循环式干燥机相结合，用来测量干燥机内部粮食的实时含水率的方法正在逐渐完善。这种以称重法测量粮食含水率的原理是：在已知初始含水率的粮食装入循环式干燥机中后，我们可以通过在干燥机上安装的称重传感器测量出粮食的初始重量（总重去掉干燥机的重量即为粮食的初始重量）。当循环式干燥机开始工作后，随着烘干时间的增长，称重传感器所测得的重量逐渐减小。由于粮食本身的干物质重量是不变的，那么，这逐渐减小的重量就是干燥机通过加热烘干使内部粮食减少的水分重量。所以，我们可以通过下列公式来计算出循环式干燥机中粮食的实时含水率。

依据上述原理，在已知待烘干粮食的初始水分的情况下，我们可以利用上述关系和称重传感器测量的粮食实时重量，计算出粮食的实时含水率，我们把这一可以实时检测粮食含水率的方法称为总重法。

2.2称重传感器的电路设计

一般情况下，应用于干燥机设备中的称重传感器都是以电阻应变片式的传感器为主的。其称重电路主要有信号发生电路（电阻应变片桥式电路）、信号采集电路、信号放大电路、检波滤波电路、模数转换电路和单片机系统等几部分组成。

2.3称重传感器的安装

3.小结

称重传感器在粮食干燥领域中的作用巨大，依据总重法为原理制作而成的水分仪，不仅可以克服电阻式或电容式等水 分仪测量结果影响因素过多等问题，还具有结构简单、安装方便、精度高、可实现快速在线检测等众多优点。在与循环式干燥机配合使用过程中，还可以根据所测得的粮食实时含水率，来及时调整干燥机中的各模型参数。合理控制干燥机热风温度、粮食流速以及干燥时间，提高了干燥机的工作效率。