本發(fā)明涉及傳感器設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種自補償柱式數(shù)字稱重傳感器及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

數(shù)字稱重傳感器在汽車衡及料罐秤上的應(yīng)用多以柱式數(shù)字傳感器為主，主要是因為柱式傳感器安裝簡單，重量輕，過載能力強，動態(tài)響應(yīng)好。數(shù)字柱式傳感器是在柱式模擬傳感器的基礎(chǔ)上，內(nèi)置數(shù)字智能芯片進(jìn)行模擬至數(shù)字的轉(zhuǎn)換，并利用其運算和控制功能完成柱式傳感器的一些功能應(yīng)用。如非線性校正，故障檢測及報警，溫度補償?shù)?，使在其?yīng)用上得到了較大的發(fā)展。

但柱式傳感器對側(cè)向力較敏感，傳感器受力后如果發(fā)生傾斜，則輸出值不能反映垂直力，比如電子汽車衡一般有2～4個臺面，傳感器為6～10只，當(dāng)重軸汽車上秤后，秤臺發(fā)生變形，使得柱式傳感器發(fā)生傾斜，導(dǎo)致了汽車在不同位置時，輸出不一致，也可稱為段差?，F(xiàn)有數(shù)字傳感器的非線性校準(zhǔn)是在傳感器為一個特定位置下進(jìn)行的校準(zhǔn)，即在傳感器一個固定受力狀態(tài)下進(jìn)行的校準(zhǔn)，當(dāng)傳感器發(fā)生傾斜，壓頭因秤臺受力變形或秤臺焊接變形使之與傳感器體發(fā)生角度變化時，影響傳感器的輸出值，本質(zhì)是導(dǎo)致傳感器的靈敏度發(fā)生了變化，導(dǎo)致計量結(jié)果產(chǎn)生了誤差，影響最為明顯的是在重載下，產(chǎn)生段差。

因此，現(xiàn)在急需一種能夠?qū)Ξa(chǎn)生的段差進(jìn)行調(diào)整，消除傳感器狀態(tài)變化產(chǎn)生的誤差，消除或減小因傳感器狀態(tài)變化帶來的誤差，使傳感器具有實時自補償功能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決上述問題，提供一種能夠極大的消除或減小因傳感器狀態(tài)變化帶來的誤差，使傳感器具有實時自補償功能的自補償柱式數(shù)字稱重傳感器及系統(tǒng)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：

一種自補償柱式數(shù)字稱重傳感器及系統(tǒng)，包括上墊板、下墊板和數(shù)字傳感器體，所述上墊板與數(shù)字傳感器體之間設(shè)有壓頭組件，所述壓頭組件與上墊板連接，壓頭組件下端與數(shù)字傳感器體連接，所述壓頭組件右端設(shè)有通孔，所述通孔內(nèi)設(shè)有水平度檢測元件，所述數(shù)字傳感器體左右兩端設(shè)有連接器，所述水平度檢測元件與數(shù)字傳感器體右端連接器通過導(dǎo)線連接，左端連接器通過導(dǎo)線連接有三通連接器，所述下墊板與數(shù)字傳感器體之間設(shè)有底座組件，所述底座組件與下墊板連接，底座組件上端面與數(shù)字傳感器體連接。

進(jìn)一步地，所述壓頭組件中間位置外圓柱面設(shè)有凸臺，所述上墊板上沿壓頭組件外圓柱面外側(cè)均勻的陣列有三個螺紋孔，螺紋孔內(nèi)設(shè)有螺栓，所述螺栓倒置，螺栓下端六邊形凸起上端面與凸臺下端面配合接觸，所述上墊板中間位置設(shè)有定位柱，所述壓頭組件上端面中間位置設(shè)有凹槽Ⅰ，所述定位柱下端設(shè)有圓柱形凸起Ⅰ，所述圓柱形突起Ⅰ外圓柱面與凹槽Ⅰ內(nèi)壁配合接觸，所述水平度檢測元件位于定位柱下端。

進(jìn)一步地，所述壓頭組件下端面中間位置設(shè)有凹槽Ⅱ，所述數(shù)字傳感器體上端設(shè)有圓柱形凸起Ⅱ，所述圓柱形凸起Ⅱ上端面設(shè)有球面Ⅰ，圓柱形凸起Ⅱ外圓柱面與凹槽Ⅱ內(nèi)壁配合接觸，所述凹槽Ⅱ內(nèi)壁中間位置設(shè)有環(huán)形凹槽Ⅰ，所述環(huán)形凹槽Ⅰ內(nèi)設(shè)有密封圈Ⅰ。

進(jìn)一步地，所述壓頭組件右端與水平度檢測元件之間設(shè)有密封圈Ⅱ，所述連接器位于數(shù)字傳感器體圓柱面中間位置，所述數(shù)字傳感器體內(nèi)設(shè)有數(shù)字智能芯片，所述水平度檢測元件與數(shù)字智能芯片之間通過導(dǎo)線和連接器連接。

進(jìn)一步地，所述底座組件上均勻的陣列有通孔，所述下墊板上與底座組件上通孔相應(yīng)的位置設(shè)有螺紋孔，底座組件與下端板之間通過螺釘連接，所述底座組件上端面設(shè)有凹槽Ⅲ，所述數(shù)字傳感器體下端設(shè)有圓柱形凸起Ⅲ，圓柱形凸起Ⅲ上端面設(shè)有球面Ⅱ，所述凹槽Ⅲ內(nèi)壁與圓柱形凸起Ⅲ外圓柱面配合接觸，所述凹槽Ⅲ中間位置設(shè)有環(huán)形凹槽Ⅱ，所述環(huán)形凹槽Ⅱ內(nèi)設(shè)有密封圈Ⅲ。

進(jìn)一步地，所述數(shù)字傳感器體設(shè)有八只，第一只數(shù)字傳感器體的左端連接器通過三通連接器的一個通道與下一只數(shù)字傳感器體相連，另一個通道連接有終端電阻器；第二只數(shù)字傳感器體的左端連接器通過三通連接器的一個通道與下一只數(shù)字傳感器體相連，另一通道與第一只數(shù)字傳感器體連接，以此類推，實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)各個傳感器之間的連接，至最后一只傳感器；最后連接的數(shù)字傳感器體的左端連接器通過三通連接器的一個通道連接有智能儀表，另一通道與上一只數(shù)字傳感器體連接。

進(jìn)一步地，所述智能儀表上設(shè)有網(wǎng)絡(luò)接口，智能儀表網(wǎng)絡(luò)接口通過導(dǎo)線連接電腦。

進(jìn)一步地，所述數(shù)字傳感器體內(nèi)部粘貼四片電阻應(yīng)變計，組成惠斯登電橋，所述惠斯登電橋接內(nèi)置的數(shù)字智能芯片，所述數(shù)字傳感器體內(nèi)部設(shè)有垂直度測量元件，所述垂直度測量元件通過導(dǎo)線連接數(shù)字智能芯片，將偵測信號傳送到數(shù)字智能芯片。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明提供的自補償柱式數(shù)字稱重傳感器及系統(tǒng)所述壓頭組件右端設(shè)有通孔，所述通孔內(nèi)設(shè)有水平度檢測元件，所述數(shù)字傳感器體內(nèi)部設(shè)有垂直度測量元件，所述垂直度測量元件通過導(dǎo)線連接數(shù)字智能芯片，將偵測信號傳送到數(shù)字智能芯片，解決了因秤體加工、焊接誤差帶來的壓頭偏離水平面給傳感器造成的負(fù)荷狀態(tài)發(fā)生的變化，包括因重載導(dǎo)致的秤體變形，傳感器負(fù)荷后偏離垂直位置造成的傳感器體的負(fù)荷狀態(tài)發(fā)生的變化，根據(jù)測得的壓頭水平度和傳感器體垂直度的變化量對傳感器輸出進(jìn)行實時的補償，使輸出反映實際的負(fù)荷，保證傳感器的測量準(zhǔn)確度；安裝后傳感器體的負(fù)荷狀態(tài)也可根據(jù)顯示的壓頭水平度和傳感器體垂直度進(jìn)行判斷，便于傳感器的安裝、調(diào)試；由于傳感器的輸出可進(jìn)行實時的補償，當(dāng)重載在衡器的不同部位產(chǎn)生的秤體變形不一致而導(dǎo)致的輸出誤差，通過壓頭4水平度和傳感器體垂直度的實時補償，消除產(chǎn)生的誤差，保證段差在允許范圍內(nèi)，精度高，可靠性好，對于汽車衡的角差修正和減小段差效果好，特別適用與汽車衡、軌道衡、料罐秤，多個柱式傳感器的并聯(lián)使用，大大提高了柱式傳感器的準(zhǔn)確度和應(yīng)用范圍。

2、本發(fā)明提供的自補償柱式數(shù)字稱重傳感器及系統(tǒng)傳感器體組秤時，連接的智能數(shù)字儀表，能夠?qū)崿F(xiàn)傳感器故障報警功能；智能儀表具備網(wǎng)絡(luò)接口，可將報警信息通過網(wǎng)絡(luò)傳給指定的服務(wù)器，實現(xiàn)遠(yuǎn)程的通信，達(dá)到遠(yuǎn)程故障診斷、數(shù)據(jù)維護功能。

3、本發(fā)明提供的自補償柱式數(shù)字稱重傳感器及系統(tǒng)所述壓頭組件下端面中間位置設(shè)有凹槽Ⅱ，所述數(shù)字傳感器體上端設(shè)有圓柱形凸起Ⅱ，所述圓柱形凸起Ⅱ上端面設(shè)有球面Ⅰ，圓柱形凸起Ⅱ外圓柱面與凹槽Ⅱ內(nèi)壁配合接觸，所述凹槽Ⅱ內(nèi)壁中間位置設(shè)有環(huán)形凹槽Ⅰ，所述環(huán)形凹槽內(nèi)設(shè)有密封圈Ⅰ，在數(shù)字傳感器體垂直度產(chǎn)生傾斜時，可以減少對數(shù)字傳感器體的磨損，增加使用壽命，同時也方便拆裝。

附圖說明

圖1為本發(fā)明剖視圖；

圖2為圖1A處局部放大圖；

圖3為圖1B處局部放大圖；

圖4為本發(fā)明系統(tǒng)連接圖；

圖5為本發(fā)明電路原理圖。

圖中：1、上墊板，2、下墊板，3、數(shù)字傳感器體，31、圓柱形凸起Ⅱ，32、球面Ⅰ，33、圓柱形凸起Ⅲ，34、球面Ⅱ，4、壓頭組件，41、凸臺，42、通孔，43、凹槽Ⅰ，44、凹槽Ⅱ，45、環(huán)形凹槽Ⅰ，46、密封圈Ⅰ，5、螺栓，6、定位柱，61、圓柱形凸起Ⅰ，7、水平度檢測元件，8、連接器，9、密封圈Ⅱ，10、底座組件，101、凹槽Ⅲ，102、環(huán)形凹槽Ⅱ，11、螺釘，12、密封圈Ⅲ，13、三通連接器，14、終端電阻器，15、智能儀表，16、導(dǎo)線，17、數(shù)字智能芯片，18、惠斯登電橋，19、垂直度測量元件。

具體實施方式

根據(jù)圖1至圖5所示，一種自補償柱式數(shù)字稱重傳感器及系統(tǒng)，包括上墊板1、下墊板2和數(shù)字傳感器體3，所述上墊板1與數(shù)字傳感器體3之間設(shè)有壓頭組件4，所述壓頭組件4與上墊板1連接，壓頭組件4下端與數(shù)字傳感器體3連接，所述壓頭組件4右端設(shè)有通孔42，所述通孔42內(nèi)設(shè)有水平度檢測元件7，所述數(shù)字傳感器體3左右兩端設(shè)有連接器8，所述水平度檢測元件7與數(shù)字傳感器體3右端連接器8通過導(dǎo)線16連接，左端連接器通過導(dǎo)線16連接有三通連接器13，所述下墊板2與數(shù)字傳感器體3之間設(shè)有底座組件10，所述底座組件10與下墊板2連接，底座組件10上端面與數(shù)字傳感器體3連接。

進(jìn)一步地，所述壓頭組件4中間位置外圓柱面設(shè)有凸臺41，所述上墊板1上沿壓頭組件4外圓柱面外側(cè)均勻的陣列有三個螺紋孔，螺紋孔內(nèi)設(shè)有螺栓5，所述螺栓5倒置，螺栓5下端六邊形凸起上端面與凸臺41下端面配合接觸，所述上墊板1中間位置設(shè)有定位柱6，秤體上與定位柱6相應(yīng)的位置設(shè)有通孔，定位柱6外圓柱面與通孔內(nèi)壁配合接觸，所述壓頭組件4上端面中間位置設(shè)有凹槽Ⅰ43，所述定位柱6下端設(shè)有圓柱形凸起Ⅰ61，所述圓柱形突起Ⅰ61外圓柱面與凹槽Ⅰ43內(nèi)壁配合接觸，所述水平度檢測元件7位于定位柱3下端。

進(jìn)一步地，所述壓頭組件4下端面中間位置設(shè)有凹槽Ⅱ44，所述數(shù)字傳感器體3上端設(shè)有圓柱形凸起Ⅱ31，所述圓柱形凸起Ⅱ31上端面設(shè)有球面Ⅰ32，圓柱形凸起Ⅱ13外圓柱面與凹槽Ⅱ44內(nèi)壁配合接觸，所述凹槽Ⅱ44內(nèi)壁中間位置設(shè)有環(huán)形凹槽Ⅰ45，所述環(huán)形凹槽Ⅰ45內(nèi)設(shè)有密封圈Ⅰ46。

進(jìn)一步地，所述壓頭組件4右端與水平度檢測元件7之間設(shè)有密封圈Ⅱ9，所述連接器8位于數(shù)字傳感器體3圓柱面中間位置，所述數(shù)字傳感器體3內(nèi)設(shè)有數(shù)字智能芯片17，所述水平度檢測元件7與數(shù)字智能芯片17之間通過導(dǎo)線16和連接器8連接。

進(jìn)一步地，所述底座組件10上均勻的陣列有通孔，所述下墊板2上與底座組件10上通孔相應(yīng)的位置設(shè)有螺紋孔，底座組件與下端板之間通過螺釘11連接，所述底座組件10上端面設(shè)有凹槽Ⅲ101，所述數(shù)字傳感器體3下端設(shè)有圓柱形凸起Ⅲ33，圓柱形凸起Ⅲ33上端面設(shè)有球面Ⅱ34，所述凹槽Ⅲ101內(nèi)壁與圓柱形凸起Ⅲ33外圓柱面配合接觸，所述凹槽Ⅲ101中間位置設(shè)有環(huán)形凹槽Ⅱ102，所述環(huán)形凹槽Ⅱ102內(nèi)設(shè)有密封圈Ⅲ12。

進(jìn)一步地，所述數(shù)字傳感器體3設(shè)有八只，第一只數(shù)字傳感器體3的左端連接器8通過三通連接器13的一個通道與下一只數(shù)字傳感器體3相連，另一個通道連接有終端電阻器14；第二只數(shù)字傳感器體3的左端連接器8通過三通連接器13的一個通道與下一只數(shù)字傳感器體3相連，另一通道與第一只數(shù)字傳感器體3連接，以此類推，實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)各個傳感器之間的連接，至最后一只傳感器；最后連接的數(shù)字傳感器體3的左端連接器8通過三通連接器13的一個通道連接有智能儀表15，另一通道與上一只數(shù)字傳感器體3連接。

進(jìn)一步地，所述智能儀表15上設(shè)有網(wǎng)絡(luò)接口，智能儀表15網(wǎng)絡(luò)接口通過導(dǎo)線16連接電腦。

進(jìn)一步地，所述數(shù)字傳感器體3內(nèi)部粘貼四片電阻應(yīng)變計，組成惠斯登電橋18，所述惠斯登電橋18接內(nèi)置的數(shù)字智能芯片17，所述數(shù)字傳感器體內(nèi)部設(shè)有垂直度測量元件19，所述垂直度測量元件19通過導(dǎo)線16連接數(shù)字智能芯片17，將偵測信號傳送到數(shù)字智能芯片17。

惠斯登電橋18與數(shù)字傳感器體3內(nèi)置的數(shù)字智能芯片17連接，實現(xiàn)模擬信號至數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換，數(shù)字智能芯片17讀取數(shù)字傳感器體3內(nèi)置的垂直度測量元件19的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)處理，處理結(jié)果與標(biāo)定的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，實時修訂測量數(shù)據(jù)。

標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的取得是將數(shù)字傳感器體3、壓頭組件4、底座組件10在標(biāo)準(zhǔn)測力機上進(jìn)行標(biāo)定，進(jìn)行傳感器標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷下的數(shù)據(jù)采集，數(shù)字智能芯片17具有非線性校正、零點校正、靈敏度校正功能，將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，此數(shù)據(jù)為數(shù)字傳感器體在標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷狀態(tài)下的標(biāo)準(zhǔn)輸出，壓頭組件4的水平度接近水平，數(shù)字傳感器體3內(nèi)置的垂直度接近垂直于水平面，標(biāo)定完成的數(shù)據(jù)存在在數(shù)字智能芯片17內(nèi)，做為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。

數(shù)字傳感器體3內(nèi)設(shè)有溫度和濕度傳感器，測量傳感器體內(nèi)部的溫度和濕度信號，儀表通過溫度和濕度數(shù)據(jù)的采用，與其他傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，對超差的數(shù)據(jù)進(jìn)行報警提示。

傳感器安裝使用時，做為稱重系統(tǒng)，傳感器數(shù)量為3～12只組秤使用，首先將數(shù)字傳感器體3與壓頭組件4、底座10進(jìn)行裝配，每個數(shù)字傳感器體3的壓頭組件4內(nèi)的水平度測量元件7分別通過連接器8與本體相連，第一只傳感器體的輸出通過三通連接器13的一個通道與下一只傳感器相連，另一個通道與終端電阻器14相連。第二只數(shù)字傳感器體3的壓頭組件4內(nèi)的水平度測量元件7與第二只數(shù)字傳感器體3通過連接器8相連，其輸出端通過三通連接器13與第一只傳感器的三通連接器13相連，另一通道與第三只傳感器的三通連接器13相連，以此類推，實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)各個傳感器之間的連接，至最后一只傳感器。最后連接的傳感器的三通連接器13與智能15連接。最后通過操作智能儀表對該數(shù)字傳感器系統(tǒng)進(jìn)行通信和衡器標(biāo)定。系統(tǒng)運行時，每只傳感器的數(shù)字智能芯片17將檢測得到的模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)和水平度測量元件7、垂直度測量元件19檢測的壓頭組件4和數(shù)字傳感器體3的水平度和垂直度數(shù)據(jù)進(jìn)行運算，計算出偏離水平度和垂直度標(biāo)準(zhǔn)后的傳感器輸出值，即實時對傳感器的輸出值進(jìn)行了補償，智能儀表獲取每只傳感器內(nèi)存的輸出值，并將每個傳感器的輸出值累加后作為計量值顯示。壓頭組件4的水平度和數(shù)字傳感器體3的垂直度也可在智能儀表15顯示，對于偏離至設(shè)定值的數(shù)據(jù)，智能儀表15進(jìn)行報警顯示。

以上方案解決了因秤體加工、焊接誤差帶來的壓頭偏離水平面給傳感器造成的負(fù)荷狀態(tài)發(fā)生的變化，包括因重載導(dǎo)致的秤體變形，傳感器負(fù)荷后偏離垂直位置造成的傳感器體的負(fù)荷狀態(tài)發(fā)生的變化，根據(jù)測得的壓頭組件4水平度和數(shù)字傳感器體3垂直度的變化量對傳感器輸出進(jìn)行實時的補償，使輸出反映實際的負(fù)荷，保證傳感器的測量準(zhǔn)確度。安裝后數(shù)字傳感器體3的負(fù)荷狀態(tài)也可根據(jù)顯示的壓頭組件4水平度和數(shù)字傳感器體3垂直度進(jìn)行判斷，便于傳感器的安裝、調(diào)試。由于傳感器的輸出可進(jìn)行實時的補償，當(dāng)重載在衡器的不同部位產(chǎn)生的秤體變形不一致而導(dǎo)致的輸出誤差，通過壓頭組建水平度和數(shù)字傳感器體垂直度的實時補償，消除產(chǎn)生的誤差，保證段差在允許范圍內(nèi)。

傳感器體組秤時，連接的智能儀表15，實時讀取傳感器內(nèi)部溫度和濕度傳感器的檢測數(shù)據(jù)，當(dāng)溫度和濕度超出設(shè)定值后，儀表發(fā)出報警提示，實現(xiàn)傳感器故障報警功能。智能儀表15具備網(wǎng)絡(luò)接口，可將報警信息通過網(wǎng)絡(luò)傳給指定的服務(wù)器，實現(xiàn)遠(yuǎn)程的通信，達(dá)到遠(yuǎn)程故障診斷、數(shù)據(jù)維護功能。

上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進(jìn)行了描述，但并非對本發(fā)明保護范圍的限制，在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍以內(nèi)。