專(zhuān)利名稱(chēng)：一種稱(chēng)重系統(tǒng)及其稱(chēng)重方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種稱(chēng)重系統(tǒng)及其稱(chēng)重方法。
背景技術(shù)：
在以往的稱(chēng)重系統(tǒng)應(yīng)用中，常常出現(xiàn)因稱(chēng)重傳感器安裝不平而導(dǎo)致稱(chēng)重傳感器測(cè)量 值偏離重物的真實(shí)值，從而出現(xiàn)稱(chēng)重系統(tǒng)測(cè)量誤差較大或不準(zhǔn)的現(xiàn)象，這是因?yàn)?，在稱(chēng) 重時(shí)，重物的重力都是豎直向下的，稱(chēng)重傳感器要測(cè)量的正是這個(gè)豎直向下的力，安裝 時(shí)候要求稱(chēng)重傳感器水平安裝，如果稱(chēng)重傳感器安裝面不處于水平面上，這時(shí)稱(chēng)重傳感 器測(cè)量的力比重物實(shí)際的重量要小，經(jīng)分析，這個(gè)測(cè)量力的其實(shí)是重物實(shí)際的重量乘稱(chēng) 重傳感器安裝面偏離水平面夾角的余弦值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)提供一種當(dāng)稱(chēng)重傳感器安 裝面不平時(shí)還能準(zhǔn)確測(cè)量待測(cè)重物重量的稱(chēng)重系統(tǒng)。
本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種當(dāng)稱(chēng)重傳感器安裝面不平時(shí)還能準(zhǔn) 確測(cè)量待測(cè)重物重量的稱(chēng)重系統(tǒng)的稱(chēng)重方法。
本發(fā)明解決上述第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為該稱(chēng)重系統(tǒng)，包括
一稱(chēng)重傳感器，
一用來(lái)顯示稱(chēng)重重量的顯示單元， 其特征在于還包括有
一傾角傳感器，用來(lái)測(cè)量稱(chēng)重傳感器的安裝面偏離水平面的夾角； 一稱(chēng)重處理單元，所述稱(chēng)重傳感器的輸出端與該稱(chēng)重處理單元的第一輸入端相連， 所述傾角傳感器的輸出端與該稱(chēng)重處理單元的第二輸入端相連，該稱(chēng)重處理單元的輸出 端與顯示單元相連；該稱(chēng)重處理單元通過(guò)采集稱(chēng)重傳感器^J出的信號(hào)和傾角傳感器輸出 的信號(hào)計(jì)算待稱(chēng)重物的實(shí)際重量，并將待稱(chēng)重物的實(shí)際重量通過(guò)顯示單元顯示。
進(jìn)一步改進(jìn)，所述稱(chēng)重處理單元包括有一低通濾波處理模塊、一A/D轉(zhuǎn)換模塊和一 單片機(jī)處理模塊，所述單片機(jī)處理模塊的第一輸入端作為所述稱(chēng)重處理單元的第一輸入 端與所述稱(chēng)重傳感器相連，所述低通濾波處理模塊的輸入端作為所述稱(chēng)重處理單元的第 二輸入端與所述傾角傳感器相連，所述低通濾波處理模塊的輸出端與所述A/D轉(zhuǎn)換模塊 的輸入端相連，所述A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與所述單片機(jī)處理模塊的第二輸入端相連，所述單片機(jī)處理模塊的輸出端為所述稱(chēng)重處理單元的輸出端。
本發(fā)明解決上述第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為所述稱(chēng)重系統(tǒng)包括一稱(chēng)重傳 感器， 一用來(lái)顯示稱(chēng)重重量的顯示單元，其特征在于還包括有用來(lái)測(cè)量稱(chēng)重傳感器 的安裝面偏離水平面的夾角的傾角傳感器和稱(chēng)重處理單元，所述稱(chēng)重傳感器的輸出端與 該稱(chēng)重處理單元的第一輸入端相連，所述傾角傳感器的輸出端與該稱(chēng)重處理單元的第二 輸入端相連，該稱(chēng)重處理單元的輸出端與顯示單元相連；該稱(chēng)重系統(tǒng)的稱(chēng)重方法包括以 下步驟
(1) 、所述稱(chēng)重處理單元釆集稱(chēng)重傳感器測(cè)量到的待測(cè)重物的測(cè)量重力，并且所述稱(chēng) 重處理單元采集傾角傳感器測(cè)量的稱(chēng)重傳感器的安裝面偏離水平面的夾角；
(2) 、所述稱(chēng)重處理單元將采集的待測(cè)重物的測(cè)量重力除以稱(chēng)重傳感器的安裝面偏離 水平面的夾角的余弦值得到待測(cè)重物的實(shí)際重力；
(3)、所述稱(chēng)重處理單元將待測(cè)重物的實(shí)際重力除以重力加速度，得到待測(cè)重物的實(shí)
具體的，所述傾角傳感器為雙軸加速度傳感器，所述傾角傳感器測(cè)量的數(shù)據(jù)為稱(chēng)重 傳感器的安裝面偏離水平面上三維坐標(biāo)系中X軸和Y軸的傾角值，所述步驟(2)中稱(chēng)重
傳感器的安裝面偏離水平面的夾角7的余弦值通過(guò)以下方式計(jì)算-
<formula>formula see original document page 5</formula>
上式中，cosy為稱(chēng)重傳感器的安裝面偏離水平面的夾角的余弦值，而"、/ 表示傾 斜后稱(chēng)重傳感器的安裝面偏離水平面上三維坐標(biāo)系中X軸和Y軸的傾角值。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于當(dāng)稱(chēng)重傳感器安裝面不平時(shí)，通過(guò)采集稱(chēng)重 傳感器的安裝面偏離水平面的夾角，對(duì)稱(chēng)重傳感器測(cè)量的重力進(jìn)行補(bǔ)充，可以得到待測(cè) 重物實(shí)際的重量，本發(fā)明的稱(chēng)重系統(tǒng)精度高，工作穩(wěn)定，可以應(yīng)用于稱(chēng)重傳感器自身安 裝環(huán)境不平的場(chǎng)合和安裝環(huán)境可變的場(chǎng)合，如垃圾車(chē)稱(chēng)重系統(tǒng)，有效解決稱(chēng)重傳感器安 裝不平而引起的誤差。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例中稱(chēng)重系統(tǒng)的電路連接框圖； 圖2為圖1的具體電路具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
如圖l所示的稱(chēng)重系統(tǒng)，包括稱(chēng)重傳感器l，傾角傳感器2，顯示單元3，稱(chēng)重處理單元4，其中，傾角傳感器2用來(lái)測(cè)量稱(chēng)重傳感器的安裝面偏離水平面的夾角，顯示 單元3用來(lái)顯示待測(cè)重物的重量。稱(chēng)重處理單元4包括有低通濾波處理模塊41、 A/D轉(zhuǎn) 換模塊42和單片機(jī)處理模塊43，其中單片機(jī)處理模塊43的第一輸入端作為稱(chēng)重處理單 元4的第一輸入端與稱(chēng)重傳感器1相連，低通濾波處理模塊41的輸入端作為稱(chēng)重處理 單元4的第二輸入端與傾角傳感器2相連，低通濾波處理模塊41的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換 模塊42的輸入端相連，A/D轉(zhuǎn)換模塊42的輸出端與單片機(jī)處理模塊43的第二輸入端 相連，單片機(jī)處理模塊43的輸出端為稱(chēng)重處理單元的輸出端與顯示單元3相連。這里， 稱(chēng)重處理單元4通過(guò)采集稱(chēng)重傳感器輸出的信號(hào)和傾角傳感器輸出的信號(hào)計(jì)算待稱(chēng)重物 的實(shí)際重量，并將待稱(chēng)重物的實(shí)際重量通過(guò)顯示單元顯示。
本實(shí)施例中，稱(chēng)重傳感器1采用常規(guī)的稱(chēng)重傳感器，傾角傳感器2采用VTI Technologies公司的型號(hào)為SCA610T的雙軸加速度傳感器，顯示單元3可以采用外接 的儀表盤(pán)或者外接的PC機(jī)等，稱(chēng)重處理單元4中低通濾波處理模塊41、 A/D轉(zhuǎn)換模塊 42均采用常規(guī)電路，而單片機(jī)處理模塊43則采用型號(hào)為AT89C8051的單片機(jī)微處理器 U。
其中，單片機(jī)微處理器U的第12引腳與稱(chēng)重傳感器1相連，單片機(jī)微處理器U的 第l、 2、 7、 8、 9、 10、 27、 28引腳與顯示單元3相連，單片機(jī)微處理器U的23、 24、 25、 26引腳與A/D轉(zhuǎn)換模塊42的輸出端相連。
本發(fā)明在上述稱(chēng)重系統(tǒng)的基礎(chǔ)上還提供了一種稱(chēng)重方法，該稱(chēng)重方法包括以下步
驟
(1) 、稱(chēng)重處理單元采集稱(chēng)重傳感器測(cè)量到的待測(cè)重物的測(cè)量重力，并且稱(chēng)重處理單 元采集傾角傳感器測(cè)量的稱(chēng)重傳感器的安裝面偏離水平面的夾角；
(2) 、稱(chēng)重處理單元將采集的待測(cè)重物的測(cè)量重力除以稱(chēng)重傳感器的安裝面偏離水平
面的夾角的余弦值得到待測(cè)重物的實(shí)際重力；
(3) 、稱(chēng)重處理單元將待測(cè)重物的實(shí)際重力除以重力加速度，得到待測(cè)重物的實(shí)際重
當(dāng)傾角傳感器為雙軸加速度傳感器時(shí)，傾角傳感器測(cè)量的數(shù)據(jù)為稱(chēng)重傳感器的安裝 面偏離水平面上三維坐標(biāo)系中X軸和Y軸的傾角值，這時(shí)步驟②中稱(chēng)重傳感器的安裝
面偏離水平面的夾角;k的余弦值通過(guò)以下方式計(jì)算<formula>formula see original document page 6</formula>
上式中，cosy為稱(chēng)重傳感器的安裝面偏離水平面的夾角的余弦值，而"、/ 表示傾 斜后稱(chēng)重傳感器的安裝面偏離水平面上三維坐標(biāo)系中X軸和Y軸的傾角值。
權(quán)利要求
1、一種稱(chēng)重系統(tǒng)，包括一稱(chēng)重傳感器，一用來(lái)顯示稱(chēng)重重量的顯示單元，其特征在于還包括有一傾角傳感器，用來(lái)測(cè)量稱(chēng)重傳感器的安裝面偏離水平面的夾角；一稱(chēng)重處理單元，所述稱(chēng)重傳感器的輸出端與該稱(chēng)重處理單元的第一輸入端相連，所述傾角傳感器的輸出端與該稱(chēng)重處理單元的第二輸入端相連，該稱(chēng)重處理單元的輸出端與顯示單元相連；該稱(chēng)重處理單元通過(guò)采集稱(chēng)重傳感器輸出的信號(hào)和傾角傳感器輸出的信號(hào)計(jì)算待稱(chēng)重物的實(shí)際重量，并將待稱(chēng)重物的實(shí)際重量通過(guò)顯示單元顯示。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的稱(chēng)重系統(tǒng)，其特征在于所述稱(chēng)重處理單元包括有一低 通濾波處理模塊、一 A/D轉(zhuǎn)換模塊和一單片機(jī)處理模塊，所述單片機(jī)處理模塊的第一輸 入端作為所述稱(chēng)重處理單元的第一輸入端與所述稱(chēng)重傳感器相連，所述低通濾波處理模 塊的輸入端作為所述稱(chēng)重處理單元的第二輸入端與所述傾角傳感器相連，所述低通濾波 處理模塊的輸出端與所述A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸入端相連，所述A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與 所述單片機(jī)處理模塊的第二輸入端相連，所述單片機(jī)處理模塊的輸出端為所述稱(chēng)重處理 單元的輸出端。
3、 一種稱(chēng)重系統(tǒng)的稱(chēng)重方法，所述稱(chēng)重系統(tǒng)包括一稱(chēng)重傳感器， 一用來(lái)顯示稱(chēng)重 重量的顯示單元，其特征在于還包括有用來(lái)測(cè)量稱(chēng)重傳感器的安裝面偏離水平面的 夾角的傾角傳感器和稱(chēng)重處理單元，所述稱(chēng)重傳感器的輸出端與該稱(chēng)重處理單元的第一 輸入端相連，所述傾角傳感器的輸出端與該稱(chēng)重處理單元的第二輸入端相連，該稱(chēng)重處 理單元的輸出端與顯示單元相連；該稱(chēng)重系統(tǒng)的稱(chēng)重方法包括以下步驟(1) 、所述稱(chēng)重處理單元釆集稱(chēng)重傳感器測(cè)量到的待測(cè)重物的測(cè)量重力，并且所述稱(chēng) 重處理單元采集傾角傳感器測(cè)量的稱(chēng)重傳感器的安裝面偏離水平面的夾角；(2) 、所述稱(chēng)重處理單元將釆集的待測(cè)重物的測(cè)量重力除以稱(chēng)重傳感器的安裝面偏離 水平面的夾角的余弦值得到待測(cè)重物的實(shí)際重力；(3) 、所述稱(chēng)重處理單元將待測(cè)重物的實(shí)際重力除以重力加速度，得到待測(cè)重物的實(shí) 際重量。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的稱(chēng)重系統(tǒng)的稱(chēng)重方法，其特征在于所述傾角傳感器為 雙軸加速度傳感器，所述傾角傳感器測(cè)量的數(shù)據(jù)為稱(chēng)重傳感器的安裝面偏離水平面上三 維坐標(biāo)系中X軸和Y軸的傾角值，所述步驟(2)中稱(chēng)重傳感器的安裝面偏離水平面的夾角/的余弦值通過(guò)以下方式計(jì)算cos;k :cos a cos"^/l-sin2 "sin2 / 上式中，cosy為稱(chēng)重傳感器的安裝面偏離水平面的夾角的余弦值，而"、/ 表示傾 斜后稱(chēng)重傳感器的安裝面偏離水平面上三維坐標(biāo)系中X軸和Y軸的傾角值。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種稱(chēng)重系統(tǒng)及其稱(chēng)重方法，其中稱(chēng)重系統(tǒng)，包括稱(chēng)重傳感器，顯示單元，其特征在于還包括有用來(lái)測(cè)量稱(chēng)重傳感器的安裝面偏離水平面的夾角的傾角傳感器及通過(guò)采集稱(chēng)重傳感器輸出的信號(hào)和傾角傳感器輸出的信號(hào)計(jì)算待稱(chēng)重物的實(shí)際重量，并將待稱(chēng)重物的實(shí)際重量通過(guò)顯示單元顯示的稱(chēng)重處理單元。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于當(dāng)稱(chēng)重傳感器安裝面不平時(shí)，通過(guò)采集稱(chēng)重傳感器的安裝面偏離水平面的夾角，對(duì)稱(chēng)重傳感器測(cè)量的重力進(jìn)行補(bǔ)充，可以得到待測(cè)重物實(shí)際的重量，本發(fā)明的稱(chēng)重系統(tǒng)精度高，工作穩(wěn)定，可以應(yīng)用于稱(chēng)重傳感器自身安裝環(huán)境不平的場(chǎng)合和安裝環(huán)境可變的場(chǎng)合，如垃圾車(chē)稱(chēng)重系統(tǒng)，有效解決稱(chēng)重傳感器安裝不平而引起的誤差。
文檔編號(hào)G01C9/00GK101672689SQ200810121000
公開(kāi)日2010年3月17日 申請(qǐng)日期2008年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月12日
發(fā)明者姚玉明, 峰 郁, 鄭卜偉 申請(qǐng)人:寧波柯力電氣制造有限公司