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上海橙文自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備有限公司

稱(chēng)重傳感器的原理及應(yīng)用

時(shí)間:2016-3-28閱讀:764
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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,

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,。

 

 

 

 

 

 

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,。

 

 

 

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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)圈

1

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,。

 

 

 

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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)圈

1

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

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4b)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4c)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4d)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,。

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4a,,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,。

 

 

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