隨著技術(shù)的進(jìn)步

,

由稱(chēng)重傳感器制作的電子衡器已廣泛地應(yīng)用到各行各業(yè)

,

實(shí)現(xiàn)了對(duì)物料的快

速、準(zhǔn)確的稱(chēng)量，特別是隨著微處理機(jī)的出現(xiàn)，工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化程度化的不斷提高，稱(chēng)

重傳感器已成為過(guò)程控制中的一種必需的裝置，

從以前不能稱(chēng)重的大型罐、

料斗等重量計(jì)測(cè)

以及吊車(chē)秤、

汽車(chē)秤等計(jì)測(cè)控制，

到混合分配多種原料的配料系統(tǒng)、

生產(chǎn)工藝中的自動(dòng)檢測(cè)

和粉粒體進(jìn)料量控制等，

都應(yīng)用了稱(chēng)重傳感器，

目前，

稱(chēng)重傳感器幾乎運(yùn)用到了所有的稱(chēng)重

領(lǐng)域。

1

．高速定量分裝系統(tǒng)

本系統(tǒng)由微機(jī)控制稱(chēng)重傳感器的稱(chēng)重和比較，并輸出控制信號(hào)，執(zhí)行定值稱(chēng)量，控制外部

給料系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)行自動(dòng)稱(chēng)量和快速分裝的任務(wù)。

系統(tǒng)采用

MCS-51

單片機(jī)和

V/F

電壓頻率變換器等電子器件，其硬件電路框圖如圖

1

所示，

用

8031

作為中央處理器，

BCD

拔碼盤(pán)作為定值設(shè)定輸入器，物料裝在料斗里，其重量使傳

感器彈性體發(fā)生變形，

輸出與重量成正比的電信號(hào)，

傳感器輸出信號(hào)經(jīng)放大器放大后，

輸入

V/F

轉(zhuǎn)換器進(jìn)行

A/D

轉(zhuǎn)換，

轉(zhuǎn)換成的頻率信號(hào)直接送入

8031

微處理器中，

其數(shù)字量由微機(jī)進(jìn)

行處理。

微機(jī)一方面把物重的瞬時(shí)數(shù)字量送入顯示電路，

顯示出瞬時(shí)物重，

另一方面則進(jìn)行

稱(chēng)重比較，開(kāi)啟和關(guān)閉加料口、放料于箱中等一系列的稱(chēng)重定值控制。

圖

1 

原理框圖

在整個(gè)定值分裝控制系統(tǒng)中，稱(chēng)重傳感器是影響電子秤測(cè)量精度的關(guān)鍵部件，選用

GYL-3

應(yīng)變式稱(chēng)重測(cè)力傳感器。四片電阻應(yīng)變片構(gòu)成全橋橋路，在所加橋壓

U

不變的情況下，傳

感器輸出信號(hào)與作用在傳感器上的重力和供橋橋壓成正比，而且，供橋橋壓

U

的變化直接

影響電子稱(chēng)的測(cè)量精度，

所以要求橋壓很穩(wěn)定。

毫伏級(jí)的傳感器輸出經(jīng)放大后，

變成了

0-10V

的電壓信號(hào)輸出，

送入

V/F

變換器進(jìn)行

A/D

轉(zhuǎn)換，

其輸出端輸出的頻率信號(hào)加到單片機(jī)

8031

定時(shí)器

1

的計(jì)數(shù)、輸入端

T1

上。在微機(jī)內(nèi)部由定時(shí)器

0

作計(jì)數(shù)定時(shí)，定時(shí)器

0

的定時(shí)時(shí)間由要

求的

A/D

轉(zhuǎn)換分辯率設(shè)定。

定時(shí)器

1

的計(jì)數(shù)值反映了測(cè)量電壓大小即物料的重量。

在顯示的同時(shí)，

計(jì)算機(jī)還根據(jù)設(shè)定值

與測(cè)量值進(jìn)行定值判斷。測(cè)量值與給定值進(jìn)行比較，取差值提供

PID

運(yùn)算，當(dāng)重量不足，

則繼續(xù)送料和顯示測(cè)量值。

一旦重量相等或大于給定值，

控制接口輸出控制信號(hào)，

控制外部

給料設(shè)備停止送料，

顯示測(cè)量終值，

然后發(fā)出回答令，表示該袋裝料結(jié)束，

可進(jìn)行下袋的裝

料稱(chēng)重。

圖

2

所示為自動(dòng)稱(chēng)重和裝料裝置。

每個(gè)裝料的箱子或袋子沿傳送帶運(yùn)動(dòng)，

直到裝有料的電子

稱(chēng)下面，傳送帶停止運(yùn)動(dòng)，電磁線圈

2

通電，電子稱(chēng)料斗翻轉(zhuǎn)，

使料全部倒入箱子或袋子中，

當(dāng)料倒完，

傳送帶馬達(dá)再次通電，將裝滿(mǎn)料的箱子或袋子移出，并保護(hù)傳送帶繼續(xù)運(yùn)行，直

到下一次空袋或空箱切斷光電傳感器的光源，

與此同時(shí)，

電子稱(chēng)料箱復(fù)位，

電磁線圈

1

通電，

漏斗給電子秤自動(dòng)加料，重量由微機(jī)控制，當(dāng)電子秤中的料與給定值相等時(shí)，電磁線圈

1

斷

電，

彈簧力使漏斗門(mén)關(guān)上。

裝料系統(tǒng)開(kāi)始下一個(gè)裝料的循環(huán)。

當(dāng)漏斗中的料和傳送帶上的箱

子足夠多時(shí)，這個(gè)過(guò)程可以持續(xù)不斷地進(jìn)行下去。必要時(shí)，＊作人員可以隨時(shí)停止傳送帶，

通過(guò)拔碼盤(pán)輸入不同的給定值，然后再啟動(dòng)，即可改變箱或袋中的重量。

給料設(shè)備停止送料，

顯示測(cè)量終值，

然后發(fā)出回答令，表示該袋裝料結(jié)束，

可進(jìn)行下袋的裝

料稱(chēng)重。

圖

2

所示為自動(dòng)稱(chēng)重和裝料裝置。

每個(gè)裝料的箱子或袋子沿傳送帶運(yùn)動(dòng)，

直到裝有料的電子

稱(chēng)下面，傳送帶停止運(yùn)動(dòng)，電磁線圈

2

通電，電子稱(chēng)料斗翻轉(zhuǎn)，

使料全部倒入箱子或袋子中，

當(dāng)料倒完，

傳送帶馬達(dá)再次通電，將裝滿(mǎn)料的箱子或袋子移出，并保護(hù)傳送帶繼續(xù)運(yùn)行，直

到下一次空袋或空箱切斷光電傳感器的光源，

與此同時(shí)，

電子稱(chēng)料箱復(fù)位，

電磁線圈

1

通電，

漏斗給電子秤自動(dòng)加料，重量由微機(jī)控制，當(dāng)電子秤中的料與給定值相等時(shí)，電磁線圈

1

斷

電，

彈簧力使漏斗門(mén)關(guān)上。

裝料系統(tǒng)開(kāi)始下一個(gè)裝料的循環(huán)。

當(dāng)漏斗中的料和傳送帶上的箱

子足夠多時(shí)，這個(gè)過(guò)程可以持續(xù)不斷地進(jìn)行下去。必要時(shí)，＊作人員可以隨時(shí)停止傳送帶，

通過(guò)拔碼盤(pán)輸入不同的給定值，然后再啟動(dòng)，即可改變箱或袋中的重量。

自動(dòng)稱(chēng)重和裝料裝置

系統(tǒng)選用不同的傳感器，改變稱(chēng)重范圍，則可以用到水泥、食糖、面粉加工等行業(yè)的自

動(dòng)包裝中。

2．傳感器在商用電子秤中的應(yīng)用

目前，商用電子計(jì)價(jià)秤的使用非常普及，逐漸會(huì)取代傳統(tǒng)的桿稱(chēng)和機(jī)械案秤。電子計(jì)價(jià)秤

在秤臺(tái)結(jié)構(gòu)上有一個(gè)顯著的特點(diǎn)：

一個(gè)相當(dāng)大的秤臺(tái)，

只在中間裝置一個(gè)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的傳感器

來(lái)承擔(dān)物料的全部重

圖3 

計(jì)價(jià)秤內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖

所示。常用的電子計(jì)價(jià)秤傳感器的結(jié)構(gòu)如圖

4a）為雙連橢圓孔

彈性體，秤盤(pán)用懸臂梁端部上平面的兩個(gè)螺孔緊固；圖4（b）為梅花型四連孔彈性體，秤盤(pán)

用懸臂梁端部側(cè)面的三個(gè)螺孔堅(jiān)固，中間支桿上粘貼補(bǔ)償用的應(yīng)變片。這兩種形式的傳感器，

在計(jì)價(jià)秤中用得zui多。圖4（c）為三梁式彎曲彈性體，采樣彎曲應(yīng)力，對(duì)重量反應(yīng)敏感，宜

用來(lái)制作小稱(chēng)量計(jì)價(jià)秤。圖4（d）為三梁式剪切彈性體，采樣中間敏感梁的剪切應(yīng)力，宜用

來(lái)制作幾百公斤稱(chēng)量范圍計(jì)價(jià)秤。

圖4 計(jì)價(jià)秤用彈性體結(jié)構(gòu)

用這些復(fù)梁型高精度傳感器來(lái)支承一個(gè)大的稱(chēng)重平臺(tái)，被稱(chēng)重物又可能放置在任何稱(chēng)臺(tái)的

任意位置上，必然會(huì)產(chǎn)生四角示值誤差，對(duì)圖4（a），（b）兩種結(jié)構(gòu)形式的傳感器，可通過(guò)

銼磨的形式進(jìn)行角差修正。