多通道數(shù)字化偏載誤差智能修正稱重傳感器及其稱量方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種多通道數(shù)字化偏載誤差智能修正稱重傳感器及其稱量方法，屬于傳感器結(jié)構(gòu)【技術(shù)領(lǐng)域】。包括彈性體，彈性體由中間的橫梁及兩端的左固定部、右固定部構(gòu)成，左固定部上形成有安裝孔，右固定部的下表面設(shè)有安裝孔，右固定部的上表面設(shè)有用于放置線路板的凹槽，橫梁的內(nèi)部設(shè)有多個貫穿橫梁的通孔，橫梁的上、下表面對應(yīng)通孔的位置即為應(yīng)變區(qū)，橫梁的上、下表面分別設(shè)有兩組電阻應(yīng)變裝置，每組電阻應(yīng)變裝置均由四個電阻應(yīng)變計組成，四組電阻應(yīng)變裝置通過導(dǎo)線與線路板相焊接，線路板與外部顯示單元通訊連接，橫梁的上、下兩個表面以及凹槽的外表面上均包覆有防腐處理層。本發(fā)明無需挫修調(diào)整，操作方便，省工省時，測量精度高。
【專利說明】多通道數(shù)字化偏載誤差智能修正稱重傳感器及其稱量方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種多通道數(shù)字化偏載誤差智能修正稱重傳感器及其稱量方法，屬于傳感器結(jié)構(gòu)【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]首先，傳統(tǒng)的單點電阻應(yīng)變式稱重傳感器理論上具有較強的抗偏載能力，但是由于機械加工產(chǎn)生的誤差、貼片位置的偏差和電阻應(yīng)變計自身材質(zhì)的不均勻性等等原因，這一切均會導(dǎo)致單點電阻應(yīng)變式稱重傳感器存在嚴重的偏載誤差，為此必須給予修正方可應(yīng)用到電子秤中。目前修正的方法是將稱重傳感器裝到試驗平臺上，在平臺的中心和四個角上依次施加1/3量程的載荷，根據(jù)其輸出的大小，用銼刀挫修不同的部位來進行修正。而且，當傳感器裝到秤臺上時，由于秤臺的剛度的不同，安裝面不同，裝配力矩的不同，還需二次精修。這對于高精度的稱重傳感器來講是非常費時費力的，且很難達到二級秤對偏載誤差的要求。并且稱重傳感器在進行偏載誤差修正后，破壞了原有的防腐處理層，還需重新進行防護處理，且防護效果難以達到原有水平。
[0003]再者，目前所有的電阻應(yīng)變式稱重傳感器都存在一定的測量誤差，導(dǎo)致這些誤差的原因有內(nèi)部和外部的。其中溫度的影響最為顯著。傳統(tǒng)的溫度影響誤差的補償是通過溫度試驗，根據(jù)溫度輸出的大小焊接不同阻值的靈敏度溫度補償量微調(diào)電阻和截取不同長度的漆包銅線進行補償?shù)摹＿@樣做的缺點是需準備大量不同阻值的靈敏度溫度補償量微調(diào)電阻，費工費時，為此產(chǎn)生了種種模擬或數(shù)字式的溫度補償方法，但是基本上屬于靜態(tài)溫度補償；
其次，電阻應(yīng)變式稱重傳感器的準確度與傳感器的材料、溫度和所施加的載荷有關(guān)，大多數(shù)模擬電阻應(yīng)變式稱重傳感器是通過調(diào)整模擬電路中分立元件來進行補償以達到允差要求的。由于受電路元件的允差、有限的量程以及補償所需工作量的限制，而無法達到更高的準確度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的需采用挫修方式進行稱量精度調(diào)整，費時費力，破壞稱重傳感器外部的防腐處理層，降低防護效果，而且需用溫度靈敏度補償電阻、溫度零點補償電阻、零點輸出補償電阻進行溫度靈敏度、溫度零點輸出、零點輸出的補償，費工費時且精度低的技術(shù)問題，提供一種無需挫修調(diào)整，操作方便，省工省時，測量精度高的多通道數(shù)字化偏載誤差智能修正稱重傳感器。
[0005]多通道數(shù)字化偏載誤差智能修正稱重傳感器，其特殊之處在于包括由鋁合金材料制成的彈性體1，彈性體I由中間的橫梁2及兩端的左固定部3、右固定部4構(gòu)成，兩個固定部與橫梁2為一體結(jié)構(gòu)，左固定部3上形成有安裝孔5，右固定部4的下表面設(shè)有安裝孔5，右固定部4的上表面設(shè)有用于放置線路板6的凹槽12，橫梁2的內(nèi)部設(shè)有多個貫穿橫梁2的通孔7，橫梁2的上、下表面對應(yīng)通孔7的位置即為應(yīng)變區(qū)，橫梁2的上、下表面分別設(shè)有兩組電阻應(yīng)變裝置，每組電阻應(yīng)變裝置均由四個電阻應(yīng)變計組成，四組電阻應(yīng)變裝置通過導(dǎo)線與線路板6相焊接，線路板6與外部顯示單元13通訊連接，橫梁2的上、下兩個表面以及凹槽12的外表面上均包覆有防腐處理層；
所述通孔7的橫剖面呈花瓣狀，橫梁2的上、下表面對應(yīng)花瓣狀通孔7的位置即為應(yīng)變區(qū)，花瓣狀通孔7的邊是由四個直徑相同的半圓I 7-1、半圓II 7-2、半圓III 7-3、半圓IV 7-4組成，橫梁2的上、下表面分別設(shè)有兩組電阻應(yīng)變裝置，上表面的兩組電阻應(yīng)變裝置的安裝位置與兩個花瓣狀通孔7的半圓I 7-1、半圓II 7-2的位置相對應(yīng)，下表面的兩組電阻應(yīng)變裝置的安裝位置與兩個花瓣狀通孔7的半圓III 7-3、半圓IV 7-4的位置相對應(yīng)；
所述通孔7的橫剖面呈圓形或者方型或者橢圓形，橫梁2的上、下表面對應(yīng)圓形通孔7的位置即為應(yīng)變區(qū)，橫梁2的上、下表面分別設(shè)有兩組電阻應(yīng)變裝置，電阻應(yīng)變裝置的安裝位置與兩個相鄰的圓形通孔7的位置相對應(yīng)；
所述電阻應(yīng)變裝置是由四個呈田字格狀排列的電阻應(yīng)變計8構(gòu)成，電阻應(yīng)變計8依次通過導(dǎo)線相連接，形成惠斯通電橋；
所述線路板6上設(shè)有單片機9以及電源電路，單片機9連接有溫度測量電路15，單片機9的輸入端還連接有四個A/D轉(zhuǎn)換器10、A/D轉(zhuǎn)換器10的輸入端與電阻應(yīng)裝置通過導(dǎo)線相連接，A/D轉(zhuǎn)換器10與電阻應(yīng)裝置之間還設(shè)有濾波電路11 ；
所述左固定部3與秤盤相連接，右固定部4與底座相連接；
所述橫梁2的寬度為30毫米，電阻應(yīng)變計8貼于橫梁2上表面或者下表面上距中性層5.36mm 處；
所述右固定部4上開設(shè)有用于穿過導(dǎo)線的通孔13，凹槽12的一面?zhèn)缺谏显O(shè)有用于穿過電纜線的出孔14 ；
所述線路板6通過電纜線與外部顯示單元通訊連接。
[0006]多通道數(shù)字化偏載誤差智能修正稱重傳感器的稱重方法，其特殊之處在于包括以下步驟:
1)、將載荷作用到彈性體I上，使彈性體I的上、下四個應(yīng)變區(qū)均產(chǎn)生與載荷大小成比例的彎曲彈性形變；
2)、通過施加激勵電壓的惠斯通電橋?qū)⑺慕M電阻應(yīng)變裝置中的電阻應(yīng)變計8電阻的變化轉(zhuǎn)換成電壓信號輸出；
3)、四組惠斯通電橋輸出的電壓信號通過濾波電路11濾除噪音后輸送給A/D轉(zhuǎn)換器10，A/D轉(zhuǎn)換器10將數(shù)字信號傳送至單片機9，通過溫度測量電路15可以實時監(jiān)測彈性體I的溫度，并將溫度信息傳送至單片機9 ;
4)、單片機9對步驟3)所接收到的多路測量數(shù)據(jù)進行處理，并根據(jù)采集到的溫度信息進行數(shù)字化補償計算；
5)、通過單片機9上所設(shè)的TXD和RXD異步通訊接口將數(shù)據(jù)通過電纜線發(fā)送至外部顯示單元13。
[0007]本發(fā)明的多通道數(shù)字化偏載誤差智能修正稱重傳感器，結(jié)構(gòu)設(shè)計巧妙，橫梁的內(nèi)部所設(shè)的多個貫穿橫梁的通孔，橫梁上、下表面與通孔相對應(yīng)的位置即為應(yīng)變區(qū)，在應(yīng)變區(qū)上安裝電阻應(yīng)變裝置，電阻應(yīng)變裝置與單片機控制系統(tǒng)通訊連接，因此當載荷作用到彈性體上時,彈性體的上、下四個應(yīng)變區(qū)均產(chǎn)生與載荷大小成比例的彎曲彈性形變,通過施加激勵電壓的惠斯通電橋?qū)⑺慕M電阻應(yīng)變裝置中的電阻應(yīng)變計電阻的變化轉(zhuǎn)換成電壓信號輸出，單片機控制系統(tǒng)對所接收到的多路測量數(shù)據(jù)進行處理，并根據(jù)采集到的溫度信息進行數(shù)字化補償計算，最后通過TXD和RXD異步通訊接口將數(shù)據(jù)發(fā)送至外部顯示單元，上述過程實現(xiàn)了以下優(yōu)點:1、在一只單點式稱重傳感器上不用挫修，一次檢測就能完成對偏載誤差的數(shù)字化智能修正，且修正精度大大提高，可以方便的滿足2級秤對偏載誤差的要求；2、通過對惠斯通電橋輸出的電壓信號進行數(shù)字化處理，不用溫度靈敏度補償電阻、溫度靈敏度線性化調(diào)整和補償量微調(diào)電阻、溫度零點補償電阻、零點輸出補償電阻，即可完成溫度靈敏度、溫度零點、零點輸出的補償，且補償精度提高了一個數(shù)量級，可以輕松滿足2級秤對溫度誤差的要求；3、通過對惠斯通電橋輸出的電壓信號進行數(shù)字化處理，實現(xiàn)了對電阻應(yīng)變式稱重傳感器輸出的線性、蠕變、滯后的數(shù)字化修正，提高了電阻應(yīng)變式稱重傳感器的精度等級；4、采用傳感器在線固件升級，為產(chǎn)品升級和故障診斷提供了方便；5、采用指令式通訊協(xié)議，降低了數(shù)據(jù)通訊頻率，大大降低傳感器的功耗。綜上所述，本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，在衡器領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1:本發(fā)明實施例1的多通道數(shù)字化偏載誤差智能修正稱重傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2:圖1的A-A剖結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3:圖1的A向結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4:本發(fā)明實施例1的多通道數(shù)字化偏載誤差智能修正稱重傳感器的彈性體的上表面、下表面接線示意圖；
圖5:本發(fā)明實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6:本發(fā)明實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7:本發(fā)明實施例4的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖8:本發(fā)明設(shè)于橫梁2上表面的第一組電阻應(yīng)變裝置、濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換電路的接線圖；
圖9:本發(fā)明設(shè)于橫梁2上表面的第二組電阻應(yīng)變裝置、濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換電路的接線圖；
圖10:本發(fā)明設(shè)于橫梁2下表面的第一組應(yīng)變裝置、濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換電路的接線圖；
圖11:本發(fā)明設(shè)于橫梁2下表面的第二組應(yīng)變裝置、濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換電路的接線圖。
[0009]圖12:本發(fā)明單片機、顯示單元、溫度測量電路的接線圖；
圖13:本發(fā)明電源電路的接線圖。

【具體實施方式】
[0010]以下參考附圖給出本發(fā)明的【具體實施方式】，用來對本發(fā)明做進一步的說明。
[0011]實施例1
本實施例的多通道數(shù)字化偏載誤差智能修正稱重傳感器，包括由鋁合金材料制成的彈性體1，彈性體I由中間的橫梁2及兩端的左固定部3、右固定部4構(gòu)成，兩個固定部與橫梁2為一體結(jié)構(gòu)，左固定部3上形成有安裝孔5，右固定部4的下表面設(shè)有安裝孔5，右固定部4的上表面設(shè)有用于放置線路板6的凹槽12，橫梁2的內(nèi)部設(shè)有兩個貫穿橫梁2的通孔7，橫梁2的上、下表面對應(yīng)通孔7的位置即為應(yīng)變區(qū)，橫梁2的上、下表面分別設(shè)有兩組電阻應(yīng)變裝置，每組電阻應(yīng)變裝置均由四個電阻應(yīng)變計組成，四組電阻應(yīng)變裝置通過導(dǎo)線與線路板6相焊接，線路板6與外部顯示單元13通訊連接，橫梁2的上、下兩個表面以及凹槽12的外表面上均包覆有防腐處理層；通孔7的橫剖面呈花瓣狀，橫梁2的上、下表面對應(yīng)花瓣狀通孔7的位置即為應(yīng)變區(qū)，花瓣狀通孔7的邊是由四個直徑相同的半圓I 7-1、半圓II 7-2、半圓III 7-3、半圓IV 7-4組成，橫梁2的上、下表面分別設(shè)有兩組電阻應(yīng)變裝置，上表面的兩組電阻應(yīng)變裝置的安裝位置與兩個花瓣狀通孔7的半圓I 7-1、半圓II 7-2的位置相對應(yīng)，下表面的兩組電阻應(yīng)變裝置的安裝位置與兩個花瓣狀通孔7的半圓III7-3、半圓IV 7-4的位置相對應(yīng)。電阻應(yīng)變裝置是由四個呈田字格狀排列的電阻應(yīng)變計8構(gòu)成，其中電阻應(yīng)變計8可選用型號為BCF350-3AA (23)的電阻應(yīng)變計，電阻應(yīng)變計8依次通過導(dǎo)線相連接，形成惠斯通電橋；線路板6上設(shè)有單片機9以及電源電路，單片機9連接有溫度測量電路15，單片機9的輸入端還連接有四個A/D轉(zhuǎn)換器10、A/D轉(zhuǎn)換器10的輸入端與電阻應(yīng)裝置通過導(dǎo)線相連接，A/D轉(zhuǎn)換器10與電阻應(yīng)裝置之間還設(shè)有濾波電路11 ;左固定部3與秤盤相連接，右固定部4與底座相連接；橫梁2的寬度為30毫米，電阻應(yīng)變計8貼于橫梁2上表面或者下表面上距中性層5.36mm處；右固定部4上開設(shè)有用于穿過導(dǎo)線的通孔13，凹槽12的一面?zhèn)缺谏显O(shè)有用于穿過電纜線的出孔；線路板6通過電纜線與外部顯示單元通訊連接。
[0012]多通道數(shù)字化偏載誤差智能修正稱重傳感器的稱重方法，包括以下步驟:
1)、將載荷作用到彈性體I上，使彈性體I的上、下四個應(yīng)變區(qū)均產(chǎn)生與載荷大小成比例的彎曲彈性形變；
2)、通過力學(xué)分析計算，根據(jù)其空間變形的規(guī)律，采用8?16個不同位置粘貼電阻應(yīng)變計(如30毫米寬彈性體，電阻應(yīng)變計8貼在應(yīng)變區(qū)距離中性層5.36mm處)，組成了多個惠斯通電橋(SI，S2,……SN)，參見附圖8-11，供橋電壓VCC給SI供電，在力的作用下橋路輸出一個O?6mV的模擬信號；
3)、四組惠斯通電橋輸出的電壓信號通過Cl，C2,C3濾除噪音后送給U2高精度模數(shù)A/D轉(zhuǎn)換器10，通過SDO及SCLC兩個接口將數(shù)據(jù)傳送給單片機9，同理S2，S3，....SN也將測量數(shù)據(jù)發(fā)送給單片機9，由RT溫度傳感器和R8組成的溫度測量電路將彈性體的溫度信號送給Ul ；
4)、單片機9對步驟3)所接收到的多路測量數(shù)據(jù)進行處理，并根據(jù)采集到的溫度信息進行數(shù)字化補償計算；
5)、通過單片機9上所設(shè)的TXD和RXD異步通訊接口將數(shù)據(jù)通過電纜線發(fā)送至外部顯示單元13。
[0013]實施例2
本實施例與實施例1的區(qū)別在于:通孔7的橫剖面呈圓形，橫梁2的上、下表面對應(yīng)圓形通孔7的位置即為應(yīng)變區(qū)，橫梁2的上、下表面分別設(shè)有兩組電阻應(yīng)變裝置，電阻應(yīng)變裝置的安裝位置與兩個相鄰的圓形通孔7的位置相對應(yīng)。
[0014]實施例3
本實施例與實施例1的區(qū)別在于:所述通孔7的橫剖面呈方型，橫梁2的上、下表面對應(yīng)圓形通孔7的位置即為應(yīng)變區(qū)，橫梁2的上、下表面分別設(shè)有兩組電阻應(yīng)變裝置，電阻應(yīng)變裝置的安裝位置與兩個相鄰的圓形通孔7的位置相對應(yīng)。
[0015]實施例4
本實施例與實施例1的區(qū)別在于:所述通孔7的橫剖面呈橢圓形，橫梁2的上、下表面對應(yīng)圓形通孔7的位置即為應(yīng)變區(qū)，橫梁2的上、下表面分別設(shè)有兩組電阻應(yīng)變裝置，電阻應(yīng)變裝置的安裝位置與兩個相鄰的圓形通孔7的位置相對應(yīng)。
[0016]提高稱重傳感器稱重精度的關(guān)鍵是降低內(nèi)部和外部因素的影響。達到更高的精度需要通過稱為補償?shù)倪^程來“調(diào)整”每個稱重傳感器。補償?shù)哪康氖遣徽摐囟然蚣虞d時間如何，在稱重傳感器的輸出和其所受載荷之間都獲得理想的線性關(guān)系。在額定承載范圍內(nèi)，用已知力進行加載時，通過傳感器的實際輸出量來計算沿“期望值”曲線的線性補償系數(shù)，從而達到理想結(jié)果。數(shù)字補償算法中所使用的補償系數(shù)是用傳感器的實際輸出量來計算的。數(shù)字補償是在實際加載條件下，對稱重傳感器的輸出進行校正來實現(xiàn)的。
[0017]滯后補償:
大多數(shù)傳感器會表現(xiàn)出稱之為滯后的屬性。在逐級施加載荷再依次卸下載荷時，傳感器的輸出會出現(xiàn)滯后或有時稱作“內(nèi)摩擦”的現(xiàn)象。在理想的情況下，相同的載荷在卸載時應(yīng)當與對應(yīng)的加載時的讀數(shù)相同。但事實上卻會發(fā)生差異，這種差異就稱之為滯后。滯后通常是正數(shù)，但也有一些負滯后的現(xiàn)象發(fā)生過。在電阻應(yīng)變式傳感器中由滯后產(chǎn)生的影響會相當大，往往會限制設(shè)備的整體精確度。滯后現(xiàn)象的產(chǎn)生主要來自于傳感器的材料特性和幾何形狀。所有具有反作用力的材料，不論是金屬還是玻璃/陶瓷都顯示了不同程度的滯后。高分子材料基底的電阻應(yīng)變計也顯示了滯后，并且在傳感器的整體滯后誤差中占了很大比例。滯后補償算法使稱重傳感器的輸出更接近于理想的直線。數(shù)字補償算法中所使用的滯后補償系數(shù)是在額定承載范圍內(nèi)對傳感器施加已知力，通過對傳感器實際輸出的一系列重量值進行計算得出的。該算法根據(jù)實際加載量來修正稱重傳感器的輸出，并考慮到當前的加載量是否大于或小于前一個加載量。當加載和卸載是在同一步驟內(nèi)完成時，滯后修正過程會相當簡單。
[0018]靈敏度溫度補償:
溫度是最顯著的外部影響因素。稱重傳感器的主要部件(彈性體和電阻應(yīng)變計)都是由金屬材料制造的。隨著溫度的變化，金屬的熱脹冷縮會導(dǎo)致稱重傳感器的信號輸出的變化。在受控的條件下，溫度的影響可以被測量出來的。由于溫度效應(yīng)是不變的且可重復(fù)的，因此可以進行補償。要得到溫度補償系數(shù)，需要在整個溫度范圍內(nèi)測試稱重傳感器并記錄數(shù)據(jù)，調(diào)整由溫度產(chǎn)生的相關(guān)偏差，以取得預(yù)期的結(jié)果。補償系數(shù)存儲在稱重傳感器的永久存儲器中。
零點溫度補償:
零點輸出是在零載荷下所測的傳感器輸出。零點輸出的溫度補償是通過某種算法來實現(xiàn)的，該算法使傳感器在不同溫度下產(chǎn)生相同的零點輸出。零點補償是由整個工作溫度范圍內(nèi)所測的零載荷輸出讀數(shù)來確定的。數(shù)字補償算法中所使用的補償系數(shù)是用這些讀數(shù)來計算的。該算法是根據(jù)稱重傳感器的實際溫度，對其輸出進行校正的。
[0019]蠕變補償:
蠕變是傳感器在受載不變的情況下，其輸出隨時間而發(fā)生的變化(增加或減少)。在受載條件下，隨著時間的延續(xù)稱重傳感器的金屬元件會產(chǎn)生持續(xù)的變形。這種持續(xù)的變形會在傳感器內(nèi)引起附加的應(yīng)變。該變形在受控的條件下，加載后時間的影響可以被測量出來。由于這種影響是不變的和可重復(fù)的，因此可以進行補償。蠕變補償系數(shù)是在一個給定的時間內(nèi)，對稱重傳感器施加相同的力所決定的。數(shù)字補償算法中所使用的蠕變補償系數(shù)是通過對這些重量讀數(shù)進行計算得出的。該算法根據(jù)實際加載量，加載的時間來修正稱重傳感器的輸出。
[0020]偏載誤差的修正:
由于機械加工產(chǎn)生的誤差、貼片位置的偏差和電阻應(yīng)變計自身的原因會導(dǎo)致載荷加到秤臺的不同位置是傳感器輸出產(chǎn)生誤差。這種誤差通過對秤臺不同的位置依次施加相同的載荷并記錄下不同位置各電橋的輸出，通過對不同電橋的輸出數(shù)據(jù)進行計算處理，實現(xiàn)在一只單點式傳感器上不用物理方法對偏載誤差的修正。這種采用數(shù)字化偏載誤差的修正是在電子秤裝配完畢后一次完成的，從而節(jié)省了大量的人力，且大大提升了生產(chǎn)效率；特別對使用片式結(jié)構(gòu)的彈性體大大降低了彈性體的加工難度、大大減低了制造成本。
[0021]上述實施例的多通道數(shù)字化偏載誤差智能修正稱重傳感器具有以下優(yōu)點:
1、實現(xiàn)了在一只單點式稱重傳感器上不用挫修，一次檢測就能完成對偏載誤差的數(shù)字化智能修正，且修正精度大大提高，可以方便的滿足2級秤對偏載誤差的要求。
[0022]2、通過對惠斯通電橋輸出的電壓信號進行數(shù)字化處理，不用溫度靈敏度補償電阻、溫度靈敏度線性化調(diào)整和補償量微調(diào)電阻、溫度零點補償電阻、零點輸出補償電阻，即可完成溫度靈敏度、溫度零點、零點輸出的補償，且補償精度提高了一個數(shù)量級，可以輕松滿足2級秤對溫度誤差的要求。
[0023]3、通過對惠斯通電橋輸出的電壓信號進行數(shù)字化處理，實現(xiàn)了對電阻應(yīng)變式稱重傳感器輸出的線性、蠕變、滯后的數(shù)字化修正，提高了電阻應(yīng)變式稱重傳感器的精度等級。
[0024]4、采用傳感器在線固件升級，為產(chǎn)品升級和故障診斷提供了方便。
[0025]5、采用指令式通訊協(xié)議，降低了數(shù)據(jù)通訊頻率，大大降低傳感器的功耗。
【權(quán)利要求】
1.多通道數(shù)字化偏載誤差智能修正稱重傳感器，其特征在于包括由鋁合金材料制成的彈性體(1)，彈性體(I)由中間的橫梁(2)及兩端的左固定部(3)、右固定部(4)構(gòu)成，兩個固定部與橫梁(2)為一體結(jié)構(gòu)，左固定部(3)上形成有安裝孔(5)，右固定部(4)的下表面設(shè)有安裝孔(5)，右固定部(4)的上表面設(shè)有用于放置線路板(6)的凹槽(12)，橫梁(2)的內(nèi)部設(shè)有多個貫穿橫梁(2)的通孔(7)，橫梁(2)的上、下表面對應(yīng)通孔(7)的位置即為應(yīng)變區(qū)，橫梁(2)的上、下表面分別設(shè)有兩組電阻應(yīng)變裝置，每組電阻應(yīng)變裝置均由四個電阻應(yīng)變計組成，四組電阻應(yīng)變裝置通過導(dǎo)線與線路板(6)相焊接，線路板(6)與外部顯示單元(13)通訊連接，橫梁(2)的上、下兩個表面以及凹槽(12)的外表面上均包覆有防腐處理層。
2.按照權(quán)利要求1所述的多通道數(shù)字化偏載誤差智能修正稱重傳感器，其特征在于所述通孔(7)的橫剖面呈花瓣狀，橫梁(2)的上、下表面對應(yīng)花瓣狀通孔(7)的位置即為應(yīng)變區(qū)，花瓣狀通孔(7)的邊是由四個直徑相同的半圓I (7-1)、半圓II (7-2)、半圓111(7-3)、半圓IV(7-4)組成，橫梁(2)的上、下表面分別設(shè)有兩組電阻應(yīng)變裝置，上表面的兩組電阻應(yīng)變裝置的安裝位置與兩個花瓣狀通孔(7)的半圓I (7-1)、半圓II (7-2)的位置相對應(yīng)，下表面的兩組電阻應(yīng)變裝置的安裝位置與兩個花瓣狀通孔(7)的半圓111(7-3)、半圓IV(7-4)的位置相對應(yīng)。
3.按照權(quán)利要求1所述的多通道數(shù)字化偏載誤差智能修正稱重傳感器，其特征在于所述通孔(7)的橫剖面呈圓形或者方型或者橢圓形，橫梁(2)的上、下表面對應(yīng)圓形通孔(7)的位置即為應(yīng)變區(qū)，橫梁(2)的上、下表面分別設(shè)有兩組電阻應(yīng)變裝置，電阻應(yīng)變裝置的安裝位置與兩個相鄰的圓形通孔(7)的位置相對應(yīng)。
4.按照權(quán)利要求1-3任一權(quán)利要求所述的多通道數(shù)字化偏載誤差智能修正稱重傳感器，其特征在于所述電阻應(yīng)變裝置是由四個呈田字格狀排列的電阻應(yīng)變計(8)構(gòu)成，電阻應(yīng)變計(8)依次通過導(dǎo)線相連接，形成惠斯通電橋。
5.按照權(quán)利要求4所述的多通道數(shù)字化偏載誤差智能修正稱重傳感器，其特征在于所述線路板(6)上設(shè)有單片機(9)以及電源電路，單片機(9)連接有溫度測量電路(15)，單片機(9)的輸入端還連接有四個A/D轉(zhuǎn)換器(10)、A/D轉(zhuǎn)換器(10)的輸入端與電阻應(yīng)裝置通過導(dǎo)線相連接，A/D轉(zhuǎn)換器(10 )與電阻應(yīng)裝置之間還設(shè)有濾波電路(11)。
6.按照權(quán)利要求4任一權(quán)利要求所述的多通道數(shù)字化偏載誤差智能修正稱重傳感器，其特征在于所述左固定部(3)與秤盤相連接，右固定部(4)與底座相連接。
7.按照權(quán)利要求4任一權(quán)利要求所述的多通道數(shù)字化偏載誤差智能修正稱重傳感器，其特征在于所述橫梁(2)的寬度為30毫米，電阻應(yīng)變計(8)貼于橫梁(2)上表面或者下表面上距中性層5.36mm處。
8.按照權(quán)利要求4任一權(quán)利要求所述的多通道數(shù)字化偏載誤差智能修正稱重傳感器，其特征在于所述右固定部(4)上開設(shè)有用于穿過導(dǎo)線的通孔(13)，凹槽(12)的一面?zhèn)缺谏显O(shè)有用于穿過電纜線的出孔。
9.按照權(quán)利要求4任一權(quán)利要求所述的多通道數(shù)字化偏載誤差智能修正稱重傳感器，其特征在于所述線路板(6 )通過電纜線與外部顯示單元通訊連接。
10.多通道數(shù)字化偏載誤差智能修正稱重傳感器的稱重方法，其特征在于包括以下步驟: I)、將載荷作用到彈性體(I)上，使彈性體(I)的上、下四個應(yīng)變區(qū)均產(chǎn)生與載荷大小成比例的彎曲彈性形變； 2)、通過施加激勵電壓的惠斯通電橋?qū)⑺慕M電阻應(yīng)變裝置中的電阻應(yīng)變計(8)電阻的變化轉(zhuǎn)換成電壓信號輸出； 3)、四組惠斯通電橋輸出的電壓信號通過濾波電路(11)濾除噪音后輸送給A/D轉(zhuǎn)換器(10)，A/D轉(zhuǎn)換器(10)將數(shù)字信號傳送至單片機(9)，通過溫度測量電路(15)可以實時監(jiān)測彈性體(I)的溫度，并將溫度信息傳送至單片機(9)； 4)、單片機(9)對步驟3)所接收到的多路測量數(shù)據(jù)進行處理，并根據(jù)采集到的溫度信息進行數(shù)字化補償計算； 5)、通過單片機(9)上所設(shè)的TXD和RXD異步通訊接口將數(shù)據(jù)通過電纜線發(fā)送至外部顯示單元(13)。
【文檔編號】G01G3/18GK104374453SQ201410722524
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月3日
【發(fā)明者】孫純國 申請人:煙臺鈞杰衡器有限公司