專利名稱：電子秤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種定量稱重的電子秤。
本發(fā)明的電子秤是用于生產(chǎn)過程中對粉料或均勻顆粒料定量稱重的工藝秤。這種定量電子秤一般由送料和計量兩部分組成，其中計量部分有秤架、秤斗、開閉秤斗門的控制機構(gòu)、傳感器及放大、處理等電子測量控制系統(tǒng)，送料裝置在秤架上面將儲料倉的物料送到稱斗里。現(xiàn)有技術(shù)敘述如下一、傳感放大原件均采用高精度等級，如日本2噸電子稱和上海機電研究院的0.5噸電子秤，傳感器精度為0.02％，成本高。
二、稱重的測量系統(tǒng)有以下方式，誤差補償式電磁稱重，恒流源自動監(jiān)控，電磁力補償和電容位置稱重，根據(jù)予加載荷和加載響應(yīng)電流補償?shù)碾姶叛a償稱重，表達載荷重量的模擬訊號轉(zhuǎn)換成數(shù)子脈沖串的A/D轉(zhuǎn)換的電子稱重等。這些測重系統(tǒng)均較復(fù)雜。
三、送料裝置大致有三種1.大、小螺旋推進器組合送料機構(gòu)，其中大螺旋用作粗喂料，小螺旋用作精細喂料，均以調(diào)整各自配套電機的運轉(zhuǎn)時間來控制送料量，此技術(shù)在1989年無錫糧食科研所研制的微機控制面粉定量機械秤中使用。
2.雙速電機趨動的單螺旋推進器送料機構(gòu)，該機構(gòu)以調(diào)整電機兩轉(zhuǎn)速的運轉(zhuǎn)時間控制送料量。此技術(shù)在北京中美面粉示范廠使用的美國BUHELR公司的面粉定量機械秤中采用。
上述兩種送料機構(gòu)均有配套的減速器、電磁離合器和電磁抱閘。
3.異步電機驅(qū)動葉輪撥料與大、小閥門組合的送料機構(gòu)。此技術(shù)在北京第六面粉廠由意大利引進的面粉定量機械秤中使用，它以控制大、小閥門開啟時間長短來調(diào)整送料量。
上述三種送料裝置，不論是微機控制的或是電氣控制的機械秤，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尺寸較大，調(diào)整維修不方便，制造成本高，送料精度低。
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種采用替通精度的傳感放大元件及每秤自動標(biāo)定的電子測量系統(tǒng)和步進電機直接驅(qū)動的葉輪撥料的定量電子秤。
本發(fā)明的電子秤其布局特點如圖一所示，稱架(1)上面裝有步進電(7)直接驅(qū)動撥料葉輪的送料裝置，與秤斗(3)相聯(lián)的壓力傳感器(8)，在傳動器(8)的上方周期性起落對傳感器(8)標(biāo)定的法碼(9)，使法碼(9)起落的杠桿(10)受電磁鐵(11)控制和電氣控制箱(5)。秤架內(nèi)有與傳感器(8)相聯(lián)的秤斗(3)和控制稱斗門(2)開閉的傳動桿(13)，秤架四周用鐵板封閉。傳動桿(13)和杠桿(10)均受電磁鐵(11)控制，使標(biāo)定法碼和秤斗門連動互鎖。具體敘述如下一、自動標(biāo)定如圖一所示，標(biāo)定發(fā)碼(9)的重量等于每秤定量值，它由杠桿(10)控制起落，標(biāo)定時，標(biāo)定法碼(9)落到傳感器(8)上，傳感器(8)的電訊號由控制電路記錄下來稱重時杠桿(10)將標(biāo)定法碼(9)抬起，使之脫離傳感器(8)，同時，步進電機(7)驅(qū)動撥料葉輪送料、流入秤斗(3)的物料重量，通過拉桿(12)加到傳感器(8)上，同時與標(biāo)定時記錄的訊號相比較，并判斷物料重量是否接近或達到標(biāo)定值，再由微機發(fā)訊號控制步進電機(7)加轉(zhuǎn)或停止轉(zhuǎn)動，直至滿足誤差要求。杠桿(10)的起落也由微機控制，電磁鐵(11)驅(qū)動，并且杠桿(10)與傳動桿(13)聯(lián)動，即標(biāo)定時，杠桿(10)使標(biāo)定法碼(9)落到傳感器(8)上，傳動桿(13)通過門鎖銷(14)打開秤斗門、使物料落下。稱重時，電磁鐵(11)使杠桿(10)抬起標(biāo)定發(fā)碼(9)，傳動桿(13)通過門鎖銷(14)鎖住靠平衡重復(fù)原的秤斗門(2)，步進電機(7)旋轉(zhuǎn)，帶動葉輪送料。物料重量通過拉桿(12)傳到傳感器(8)上，傳桿器(8)的電訊號再輸入微機，完成一個動作過程。
由于稱重和標(biāo)定聯(lián)動周期節(jié)拍很短，一般在數(shù)秒至數(shù)十秒的時間間隔完成，而且每秤都自行標(biāo)定，因而對傳感器的非線性、滯后、蠕變、零點平衡、零點飄移、零敏度飄移等勿須很高的要求，對放大器的零點飄移，放大倍數(shù)飄移，白噪聲等項指標(biāo)也無高要求。因此，每秤標(biāo)定法的電子測量系統(tǒng)用最廉價的運算放大器和低精度的傳感器就可以滿足高精度稱重的要求，這樣，制造成本大幅度降低，又可長期保持高的稱重精度。本方案中只要保證標(biāo)定法碼重量準(zhǔn)確，所稱物料重量也會在規(guī)定誤差范圍內(nèi)，具有很好的穩(wěn)定性能。
二、步進電機直接驅(qū)動撥料葉輪的送料裝置本發(fā)明中送料裝置的布置和結(jié)構(gòu)示意圖如圖一，圖二所示，該送料裝置由帶物料入口(6)的葉轉(zhuǎn)箱(4)用法蘭固定在葉輪箱(4)外的步進電機(7)和在葉輪箱(4)安裝的由步進電機(7)的軸直接帶動葉輪(17)組成。送料裝置的入口(6)上面與儲料倉相連，下面開口與秤斗(3)相通。步進電機(7)直接驅(qū)動送料葉輪(15)旋轉(zhuǎn)，將儲存在物料入口(6)內(nèi)的物料撥至葉輪箱(4)的下出口，并落入秤斗中，由此達到物料送給的目的。由于步進電機(7)的轉(zhuǎn)速是可以控制的，因而省掉了減速傳動機構(gòu)，且步進電機(7)在無脈沖信號輸入時，又具有保持靜止力矩的特性，這又節(jié)省現(xiàn)有技術(shù)中與螺旋推進器配套的電磁離合器和電磁抱閘?？梢?，采用步進電機直接驅(qū)動葉輪的送料裝置，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，占用空間小，故障少，運行可靠，維修調(diào)整方便。在葉輪旋轉(zhuǎn)撥料過程中葉輪片與物料間無相對滑移，因而保證了送料精度。
本發(fā)明中自動定量電子秤的電子測量控制系統(tǒng)框圖如圖六所示，在原理方面與一般的放大、轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理等控制系統(tǒng)并無兩樣，只是選用的傳感器放大元件是精度低、價格便宜的傳感器和LM324型運算放大器，微機是MCS51型單片機，步進電機是110BF3型，電磁鐵是MQ1-5153型，數(shù)碼管顯示。
本發(fā)明中的標(biāo)定碼，可根據(jù)物料容重和打包或配料重量選擇。送料裝置、電子測量系統(tǒng)在0.2～50公斤的范圍內(nèi)定量均可通用，傳感器量程視稱重量及斗皮重選擇，秤架秤斗等機械系統(tǒng)的尺寸可根據(jù)物料容積大小適當(dāng)選擇。
本發(fā)明的自動定量電子秤，其標(biāo)定，送料，稱重，出料等動作的協(xié)調(diào)及失誤報警均由微機按固化在EPROM(只讀存儲器)的流程控制，故障分析和顯示程序加以處理和控制的。
本發(fā)明的自動定量電子秤與現(xiàn)有技術(shù)相比具有對傳感器，放大器精度要求低、制造成本低、結(jié)構(gòu)緊湊、運行可靠、稱量誤差小，維修調(diào)整方便等特點。適宜作生產(chǎn)流程中的工藝秤，稱重誤差可保證在±0.1％以內(nèi)，工作頻率為200～240次/小時，調(diào)整維修方便，造價低于同類秤，外形尺寸也小，安裝簡單省時，即可作化工、制藥等行業(yè)的配料稱，也可作面粉、化工、食品、水泥、制糖等打包時的定量秤，是當(dāng)前這些行業(yè)技術(shù)改造中，實現(xiàn)設(shè)備現(xiàn)代化的理想的工藝裝備。


圖一，為自動定量電子秤結(jié)構(gòu)布置示意圖；圖二、圖三、為自動定量電子秤送料裝置正面和側(cè)面示意圖；圖四，為自動定量電子秤標(biāo)定機構(gòu)正面示意圖；圖五，為自動定量電子秤標(biāo)定機構(gòu)側(cè)面示意圖；
圖六，為自動定量電子秤測量控制系統(tǒng)框圖；圖七，為0.1～1公斤定量電子秤的結(jié)構(gòu)布置示意圖。
其中(1)--秤架，(2)--秤斗門，(3)--秤斗，(4)--葉輪箱，(5)--控制箱，(6)--物料入口，(7)--步進電機，(8)--傳感器，(9)--標(biāo)定法碼，(10)--杠桿，(11)--電磁鐵，(12)--拉桿，(13)--傳動桿，(14)--門鎖銷，(15)--撥料葉輪，(16)--電磁鐵，(17)-擺桿，(18)--秤斗上的擋銷。
實施例1用于面粉加工中稱重打包的25公斤電子秤，標(biāo)定法碼(9)是25公斤，傳感器(8)選用量程為50公斤的剪切梁式傳感器，其精度等級為0.1％，標(biāo)定的法碼起落行程(或標(biāo)定法碼(9)抬起時與傳感器(8)的間隙)為3毫米，標(biāo)定和稱重等聯(lián)動周期節(jié)拍為15秒，每小時可稱重240次，步進電機(7)為110BF3型。直接驅(qū)動葉輪(15)旋轉(zhuǎn)撥料，每步定為1.5°，送料量為5克，葉輪片用鋁質(zhì)合金焊接而成，其目的在于防止靜電荷積聚引起火花放電導(dǎo)致粉塵暴炸，運算放大器選用MCS51型。驅(qū)動標(biāo)定法碼(8)的杠桿。(10)的電磁鐵(11)是MQ1--5131型。杠桿(10)的起落又與傳動桿(13)及與其相連的門鎖銷(14)聯(lián)動，即當(dāng)電磁鐵(11)釋放時，標(biāo)定法碼(9)落到傳感器(8)上，電子秤自動標(biāo)定，同時門鎖銷(14)釋放，秤斗門(2)在面粉重力作用下打開落料，落料后，秤斗門(2)在平衡重作用下自行復(fù)原位，此時，電磁鐵(11)又吸合，門鎖銷(14)鎖住秤斗(2)，杠桿(10)抬起標(biāo)定法碼(9)，步機電機驅(qū)動葉輪送料，至此，電子秤完成一個秤重周期。
標(biāo)定法碼(9)與杠桿(10)端頭相接觸部位的結(jié)構(gòu)示意圖如圖四、圖五所示，杠桿(10)端頭上凸起的V型刃口，與標(biāo)定法碼(9)相對應(yīng)位置的凹進的V型槽配合，保證了標(biāo)定法碼(9)重復(fù)起落的準(zhǔn)確定位。杠桿端頭的V型刃口和標(biāo)定法碼上的V型槽，均由耐磨材料制成。
該自動定量電子秤整機外形尺寸為高1.3米、長0.7米、寬0.6米。
實施例2用于洗衣粉、奶粉、精鹽，固體飲料等0.1～1公斤稱重的定量電子秤。如圖七所示，秤架上面裝有電氣控制箱(5)，傳感器(8)，帶有步進電機(7)葉輪箱(4)和葉輪(15)的送料裝置，電磁鐵(11)控制標(biāo)定法碼(9)起落，標(biāo)定法碼(9)在傳感器(8)的上方。間距為1毫米。秤架里面裝有秤斗(3)，通過拉桿(12)與傳感器(8)相連，電磁鐵(16)裝在拉桿(12)上，它驅(qū)動擺桿(17)擺動，并使秤斗(3)上的擋銷(18)脫離支承，物料偏重自行翻轉(zhuǎn)出料。
這種秤的標(biāo)定法碼(9)分別是0.1公斤，0.25公斤，0.5公斤和1公斤等幾個檔次，傳感器選用5公斤量程的剪切梁式傳感器，精度等級也是0.1％，標(biāo)定法碼起落行程為2毫米，每秤的節(jié)拍分別為4～5.6秒，每小時頻率為640～900次。步進電機(7)為70BF3-3C型，每步為1.5°，送料精度為1克，葉輪視其功用采用鋁質(zhì)合金或塑料制作。運算放大器，單片機等測量系統(tǒng)的元器件與25公斤定量電子秤通用。唯電磁鐵(11)和(16)的吸力為1公斤。其標(biāo)定，送料、稱重，出料的循環(huán)動作過程控制與25公斤電子秤類同，只是多一個電磁鐵(16)使(17)擺動的控制信號。
該秤整機外形尺寸為高0.5米，寬0.3米，長0.3米，重為15公斤。
權(quán)利要求1.一種由自動標(biāo)定裝置、步進電機驅(qū)動的自動送料裝置、電控系統(tǒng)、普通精度的傳感放大元件組成的電子稱，其特征在于所說的自動標(biāo)定裝置是由標(biāo)定法碼(9)和傳感器(8)組成，在傳感器(8)的上方設(shè)置一個與每秤重量相等的，并且可以起落的標(biāo)定法碼(9)，它在電磁鐵(11)的作用下，通過杠桿(10)使之抬起和落下，標(biāo)定時，電磁鐵(11)釋放，標(biāo)定法碼(9)落到傳感器(8)上，傳感器(8)發(fā)出的電訊號被微機記錄下來，進行標(biāo)定，秤重時，電磁鐵(11)吸合，標(biāo)定法碼(9)被抬起脫離傳感器(8)，傳感器(8)與秤斗(3)用拉桿(12)連接，所說的自動送料裝置，是由步進電機(7)，葉輪(15)和葉輪箱(4)組成，葉輪(15)裝在步進電機(7)的軸端上，被葉輪箱(4)罩住，葉輪箱上面有物料入口(6)，下面設(shè)有開口。
專利摘要一種由微機控制、自動標(biāo)定，步進電機直接驅(qū)動葉輪送料，可數(shù)碼顯示的工藝秤是采用低精度的傳感放大元件，能實現(xiàn)高精度稱重的自動定量電子秤。該秤結(jié)構(gòu)簡單緊湊，占用空間小，維護調(diào)整方便，運行可靠、造價低、精度高，可達±0.1％，工作頻率為240次/小時，可廣泛用于糧食、食品加工、水泥、化工，制糖業(yè)的包裝稱重及制藥，化工等部門的配料稱重，是企業(yè)技術(shù)改造中實現(xiàn)設(shè)備現(xiàn)代化的理想的工藝裝備。
文檔編號G01G13/00GK2058482SQ8920751
公開日1990年6月20日 申請日期1989年5月19日 優(yōu)先權(quán)日1989年5月19日
發(fā)明者姜喜成, 唐可洪, 魏廣華 申請人:姜喜成, 唐可洪, 魏廣華