本發(fā)明涉及一種稱重技術(shù)，尤其涉及一種大量程高精度電磁測(cè)重傳感器。

背景技術(shù)：

目前，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，傳感器設(shè)計(jì)技術(shù)、敏感材料性能及生產(chǎn)工藝水平不斷提高，精密電磁力平衡傳感器的性能指標(biāo)也在不斷地提升：相對(duì)精度可以達(dá)到數(shù)百萬分之一(有些甚至可以達(dá)到數(shù)千萬分之一)，原始的電磁力直接驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)型式也在逐漸消失，朝著單級(jí)杠桿、多級(jí)杠桿以及目前最先進(jìn)的單模塊結(jié)構(gòu)(monoblock)方向發(fā)展。

國外在電磁力平衡傳感器的研制和生產(chǎn)上，日本、德國、瑞士等國起步較早。早在20世紀(jì)80年代初期，這些國家就擁有大批量生產(chǎn)電磁力平衡傳感器的能力。目前這些先進(jìn)工業(yè)國家電磁力平衡傳感器技術(shù)處于國際先進(jìn)水平，電磁力平衡傳感器的產(chǎn)量占全世界電子天平產(chǎn)量的很大一部分。

國外的電磁力平衡傳感器技術(shù)及工藝水平已經(jīng)十分成熟，可以生產(chǎn)出單模塊結(jié)構(gòu)的電磁力平衡傳感器。但是，國內(nèi)的電磁力平衡傳感器技術(shù)則停留在上世紀(jì)七八十年代的水平，生產(chǎn)的電磁力平衡傳感器主要依據(jù)國外的電磁力平衡傳感器仿制而成。電磁力平衡傳感器由磁鋼、基座、簧片和平行支架等部分組裝而成。由于傳感器參數(shù)的測(cè)量誤差以及材料和加工水平的差異，國內(nèi)的電磁力平衡傳感器雖然可以做到與國外電磁力平衡傳感器外型上一致，但性能則遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到國外水平。

此外，國內(nèi)生產(chǎn)的電磁力平衡傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜、部件連接件多、裝配復(fù)雜、技術(shù)含量低、研發(fā)水平不高、工藝水平低等，這些根本問題還未得到有效解決，尤其是缺少一套完整的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選用以及磁路設(shè)計(jì)分析理論。國內(nèi)電磁力平衡傳感器設(shè)計(jì)技術(shù)僅僅停留在仿制水平上，并未吸收國外電磁力平衡傳感器設(shè)計(jì)的精髓，這樣大大制約了精密電磁力平衡傳感器以及國內(nèi)電子天平行業(yè)的發(fā)展，滿足不了國內(nèi)的市場(chǎng)需求，制約了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

另外，現(xiàn)在常用的電磁傳感器量程不足1kg，而常規(guī)的應(yīng)變片傳感器精度上只有0.02％，遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足市場(chǎng)需求。

綜上，現(xiàn)有的電磁測(cè)重裝置存在以下缺陷：

(1)內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜、部件連接件多、裝配復(fù)雜；

(2)量程小，精度低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種大量程高精度電磁測(cè)重傳感器，其能解決現(xiàn)有的大量程高精度電磁測(cè)重傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜、部件連接件多、裝配復(fù)雜，量程小，精度低的問題。

本發(fā)明的目的采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種大量程高精度電磁測(cè)重傳感器，包括平衡梁；所述平衡梁的兩側(cè)分別為被測(cè)部和測(cè)重部，所述被測(cè)部和測(cè)重部之間設(shè)有用于與支撐件連接的支點(diǎn)部，所述被測(cè)部用于與被測(cè)物體連接，所述測(cè)重部用于裝設(shè)電磁檢測(cè)組件；所述測(cè)重部與所述支點(diǎn)部之間設(shè)有用于連接配重件的配重部。

進(jìn)一步地，所述配重部上設(shè)有刻度或絲杠，所述配重件可移動(dòng)地連接于所述配重部。

進(jìn)一步地，所述大量程高精度電磁測(cè)重傳感器還包括支撐件，所述支撐件連接于所述支點(diǎn)部。

進(jìn)一步地，所述大量程高精度電磁測(cè)重傳感器還包括載荷件和電磁檢測(cè)組件；所述載荷件連接于所述被測(cè)部，所述電磁檢測(cè)組件裝設(shè)于所述測(cè)重部。

進(jìn)一步地，所述電磁檢測(cè)組件包括電磁件和控制器，所述平衡梁與所述電磁件相應(yīng)的位置處設(shè)有磁吸部；所述控制器用于控制流向所述電磁件的電流。

進(jìn)一步地，所述電磁檢測(cè)組件還包括位置傳感器，所述位置傳感器與所述控制器電性連接，所述位置傳感器用于檢測(cè)所述測(cè)重部的位置。

進(jìn)一步地，所述電磁檢測(cè)組件還包括溫度傳感器，所述溫度傳感器與所述控制器電性連接，所述溫度傳感器用于檢測(cè)所述電磁件的溫度。

進(jìn)一步地，所述大量程高精度電磁測(cè)重傳感器還包括水平檢測(cè)器，所述水平檢測(cè)器設(shè)于所述大量程高精度電磁測(cè)重傳感器的外側(cè)。

進(jìn)一步地，所述被測(cè)部設(shè)有校準(zhǔn)器。

進(jìn)一步地，所述支撐件為支撐臺(tái)或支撐掛架。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：通過配重塊的重量，配重塊、被測(cè)部與支點(diǎn)部間的距離比值可以求得配重塊折算到被測(cè)部的重量；通過電磁檢測(cè)組件作用于測(cè)重部上的力，測(cè)重部、被測(cè)部與支點(diǎn)部間的距離比值可以求得電磁檢測(cè)組件的作用力折算到被測(cè)部的重量；這兩部分重量相加即得到被測(cè)物體的重量。一方面通過配重塊可以增大大量程高精度電磁測(cè)重傳感器的量程，另一方面還可以通過電磁檢測(cè)組件精密檢測(cè)未被配重塊抵消掉的較輕的重量，從而實(shí)現(xiàn)大量程和高精度的測(cè)重。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的平衡梁的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例二提供的大量程高精度電磁測(cè)重傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：100、平衡梁；110、被測(cè)部；120、測(cè)重部；130、支點(diǎn)部；140、配重部；150、磁吸部；160、水平檢測(cè)器；170、限位塊；200、支撐件；300、電磁檢測(cè)組件；310、電磁件；320、控制器；330、位置傳感器；340、溫度傳感器；101、載荷件；102、限位結(jié)構(gòu)；10、被測(cè)物體；20、配重件；30、校準(zhǔn)器。

具體實(shí)施方式

下面，結(jié)合附圖以及具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述，需要說明的是，在不相沖突的前提下，以下描述的各實(shí)施例之間或各技術(shù)特征之間可以任意組合形成新的實(shí)施例。

實(shí)施例一

如圖1為一種用于大量程高精度電磁測(cè)重傳感器的平衡梁100。平衡梁100的兩側(cè)分別為被測(cè)部110和測(cè)重部120，被測(cè)部110和測(cè)重部120之間設(shè)有用于與支撐件200連接的支點(diǎn)部130，被測(cè)部110用于與被測(cè)物體10連接，測(cè)重部120用于裝設(shè)電磁檢測(cè)組件300；測(cè)重部120與支點(diǎn)部130之間設(shè)有用于連接配重件20的配重部140。

平衡梁100與支撐件200可以構(gòu)成一個(gè)杠桿結(jié)構(gòu)，可以起到放大或縮小被測(cè)物體10的重量的作用；放大被測(cè)物體10重量可以達(dá)到高精度的測(cè)重，縮小被測(cè)物體10的重量可以實(shí)現(xiàn)大量程。

在本實(shí)施例中，平衡梁100的支點(diǎn)部130靠近于被測(cè)部110，可以起到放大被測(cè)物體10重量從而提高測(cè)重精度的作用。

配重部140連接上配重塊后，可以抵消大部分被測(cè)物體10的重量，然后電磁檢測(cè)組件300作用于測(cè)重部120，使平衡梁100平衡下來；電磁檢測(cè)組件300獲取作用于測(cè)重部120上的力的大小，即可求得配重塊未抵消掉的被測(cè)物體10的重量；根據(jù)這部分重量和配重塊抵消掉的重量即可以求得被測(cè)物體10的重量。

具體的，通過配重塊的重量，配重塊、被測(cè)部110與支點(diǎn)部130間的距離比值可以求得配重塊折算到被測(cè)部110的重量；通過電磁檢測(cè)組件300作用于測(cè)重部120上的力，測(cè)重部120、被測(cè)部110與支點(diǎn)部130間的距離比值可以求得電磁檢測(cè)組件300的作用力折算到被測(cè)部110的重量；這兩部分重量相加即得到被測(cè)物體10的重量。

一方面通過配重塊可以增大應(yīng)用本發(fā)明提供的平衡梁100的大量程高精度電磁測(cè)重傳感器的量程，另一方面還可以通過電磁檢測(cè)組件300精密檢測(cè)未被配重塊抵消掉的較輕的重量，從而實(shí)現(xiàn)大量程高精度電磁測(cè)重傳感器的大量程和高精度。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，配重部140上設(shè)有刻度或絲杠，配重件20可移動(dòng)地連接于配重部140。

配重部140上設(shè)有刻度或絲杠，可以得到配重塊的位置，即配重塊與支點(diǎn)部130間的距離。配重件20可由絲桿、電機(jī)等驅(qū)動(dòng)作用在配重部140上移動(dòng)，調(diào)節(jié)配重塊與支點(diǎn)部130間的距離。進(jìn)一步地，還可以通過調(diào)節(jié)配重塊的重量調(diào)整量程。

實(shí)施例二

如圖2所示的大量程高精度電磁測(cè)重傳感器，包括前述的平衡梁100，還包括支撐件200，支撐件200連接于支點(diǎn)部130。在本實(shí)施例中，支撐件200為支撐臺(tái)，平衡梁100的支點(diǎn)部130可轉(zhuǎn)動(dòng)的連接于支撐臺(tái)；在另一實(shí)施例中，支撐件200為支撐掛架，平衡梁100的支點(diǎn)部130可轉(zhuǎn)動(dòng)的連接于支撐掛架上。

稱重原理與實(shí)施例一的描述相同，不再贅述。

本發(fā)明一方面通過配重塊增大大量程高精度電磁測(cè)重傳感器的量程，另一方面還通過電磁檢測(cè)組件300精密檢測(cè)未被配重塊抵消掉的較輕的重量，從而實(shí)現(xiàn)大量程高精度電磁測(cè)重傳感器的大量程和高精度。

進(jìn)一步地，大量程高精度電磁測(cè)重傳感器還包括載荷件101和電磁檢測(cè)組件300；載荷件101連接于被測(cè)部110，電磁檢測(cè)組件300裝設(shè)于測(cè)重部120。在本實(shí)施例中，載荷件101為鉸接于被測(cè)部110上方的托盤式的結(jié)構(gòu)，在另一實(shí)施例中，載荷件101吊掛于被測(cè)部110下方。

優(yōu)選的，載荷件101鉸接于被測(cè)部110上方時(shí)，載荷件101外側(cè)設(shè)有限位結(jié)構(gòu)102，使載荷件101上的重量豎直作用于被測(cè)部110上。

具體的，電磁檢測(cè)組件300包括電磁件310和控制器320，平衡梁100與電磁件310相應(yīng)的位置處設(shè)有磁吸部150；控制器320用于控制流向電磁件310的電流。

電磁件310可以是帶鐵芯的電磁鐵，控制器320控制流向電磁件310的電流，從而調(diào)整其磁力大小，作用于平衡梁100上的磁吸部150，使得平衡梁100最終恢復(fù)至平衡位置。通過平衡時(shí)的流向電磁件310的電流，可以計(jì)算出作用于磁吸部150的力的大小，從而換算得到未被配重塊抵消掉的被測(cè)物體10的重量。

優(yōu)選的，電磁件310采用電流與磁場(chǎng)強(qiáng)度高度線性的電磁裝置。

進(jìn)一步地，電磁檢測(cè)組件300還包括位置傳感器330，位置傳感器330與控制器320電性連接，位置傳感器330用于檢測(cè)測(cè)重部120的位置。

位置傳感器330可以通過光電式的、電磁式的傳感器實(shí)現(xiàn)，通過檢測(cè)測(cè)重部120的光或磁的強(qiáng)弱，反饋給控制器320，由控制器320計(jì)算流向電磁件310的電流，調(diào)整電磁件310的磁力大小，使平衡梁100更快更精準(zhǔn)的恢復(fù)平衡，縮短測(cè)重時(shí)間。例如當(dāng)測(cè)重部120位于較高的位置時(shí)，可以適當(dāng)加大流向電磁件310的電流，向下吸引磁吸部150；當(dāng)測(cè)重部120位于偏低的位置時(shí)，可以向上排斥磁吸部150。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，電磁檢測(cè)組件300還包括溫度傳感器340，溫度傳感器340與控制器320電性連接，溫度傳感器340用于檢測(cè)電磁件310的溫度。

通過溫度可以更加精確認(rèn)識(shí)電磁件310的電磁特性，從而更精細(xì)的對(duì)電流進(jìn)行調(diào)節(jié)和檢測(cè)，以進(jìn)一步提高測(cè)量精度。進(jìn)行溫度補(bǔ)償，溫度信號(hào)輸出至控制器320可以擬合更高的精度。另一方面還可以防止電磁件310過熱。

進(jìn)一步地，大量程高精度電磁測(cè)重傳感器還包括水平檢測(cè)器160，水平檢測(cè)器160設(shè)于大量程高精度電磁測(cè)重傳感器的外側(cè)，如上表面或面向使用者的一側(cè)?？梢詸z測(cè)大量程高精度電磁測(cè)重傳感器是否安裝水平，從而提高安裝精度，提高最終測(cè)量效果。

進(jìn)一步地，被測(cè)部110設(shè)有校準(zhǔn)器30。在本實(shí)施例中，校準(zhǔn)器30可以通過電機(jī)向被測(cè)部110配制標(biāo)準(zhǔn)砝碼，從而可以自動(dòng)校準(zhǔn)大量程高精度電磁測(cè)重傳感器，消除零漂。

優(yōu)選的，平衡梁100的下方還設(shè)有限位塊170，以避免平衡梁100運(yùn)動(dòng)位移過大。

上述實(shí)施方式僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，不能以此來限定本發(fā)明保護(hù)的范圍，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的基礎(chǔ)上所做的任何非實(shí)質(zhì)性的變化及替換均屬于本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍。