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    稱重測量控制技術在數字地磅中的應用研究

    稱重測量控制技術是隨著工業化、信息化的進展和市場對質量的要求應運而生,其實現了快速、在線、動態稱重的研究與應用,本文主要闡述稱重測量控制技術在數字地磅中的應用實例。
    一、引言
    隨著工業化、信息化的進展,稱重測量控制技術已廣泛應用于電子衡器領域。數字地磅的重要手段,對加強企業管理、嚴格生產程序研究,都起到了重要作用。本文主要闡作為衡器領域的重要稱量設備、貿易結算、交通運輸、港口計量和科學,主要應用于工業稱重,它作為自動化稱重控制和貿易計量述稱重測量控制技術在數字地磅中的應用研究,應用稱重測量控制技術具有反應速度快、測量范圍廣、應用面廣、操作方便、信號遠傳、便于計算機控制等特點,已廣泛應用于煤炭、石油、化工、電力、輕工、冶金、礦山、交通運輸、港口、建筑、機械制造等領域。
    二、稱重測量技術
    數字汽車衡是通過稱重傳感器來實現對載荷的稱重測量。稱重傳感器是將非電量 (重量)轉換成電量的元件,它是把稱重裝置傳遞的物體重量轉換成電量輸出的元件,其輸出的電量與重量之間一般呈線性關系。承載貨車進入秤臺,在物體重力作用下,使稱重傳感器彈性體產生形變,粘貼于彈性體上的應變計橋路阻抗失去平衡,輸出與重量數值成比例的電信號,經傳感器內部的放大器、A/D 轉換器、微處理器等電子元器件進行相應的數據處理,輸出數字信號,各傳感器數字信號經接線盒進入稱重顯示儀表直接顯示出重量等數據。
    1.稱重傳感器的組成
    本單位使用的是梅特勒 - 托利多最大秤量為45t 電阻應變式稱重傳感器,它是將電阻應變片粘貼在彈性體上,當彈性體受外力 (拉力或壓力)作用產生形變時,電阻應變片將該形變轉換成電量輸出,通過相應的測量儀表檢測出這個與外加重量成一定比例關系的電量,從而測出質量。稱重傳感器由敏感元件、變換元件、測量元件、輔助電源等幾部分組成。
    敏感元件:直接感受被測量 (質量) 并輸出與被測量有確定關系的其他量的元件。如電阻應變式稱重傳感器的彈性體,是將被測物體的質量轉變為形變。
    變換元件:是將敏感元件的輸出轉變為便于測量的信號,如電阻應變式稱重傳感器將彈性體的形變轉換為電阻量的變化。
    測量元件:將變換元件的輸出轉變為電信號,如電阻應變式稱重傳感器中的電橋電路。
    輔助電源:為傳感器的電信號輸出提供能量。
    2.電阻應變式稱重傳感器工作原理
    電阻應變式稱重傳感器之所以作為質量—電量的轉換元件,是基于金屬絲在受拉或受壓后會發生彈性變形,其組織也隨之產生變化。當電阻應變片的金屬絲承受外力作用發生彈性變形時,它的長度 L、截面積 S 以及電阻率 ρ,電阻相對變
     
    在鋼制圓柱體上,成對地在縱向和橫向上貼有 R1、R2、R3、R4 共 4 個電阻應變片,它們組成一個全橋式測量電路,如圖 2 所示。由于電阻應變片組成的橋式電路是平衡的,電阻應變片的電阻變化會引起電橋的不平衡,從而輸出電信號,該電信號與物體的質量成正比。
    3.電阻應變片的主要技術特性
     
    靈敏度:金屬絲的靈敏度系數是表示金屬絲受力后,電阻的相對變化與軸向長度的相對變化之間的關系。
    橫向效應:粘貼在試件上的應變片,其敏感柵由許多直線及圓角部分組成,當受到縱向應力之后,直線段的電阻將增加,圓角部分的電阻將減少,其綜合效應是應變片的靈敏度下降。
    線性度:理論上應變敏感元件其電阻的相對變化呈線性,但實際上會出現非線性關系。
    零漂和蠕變:在恒溫條件下,貼在應變片的時間不承受載荷,應變片的阻值隨時間變化的情況稱為應變片的零漂。在恒溫條件下,加到應變片上的試件載荷力恒定,應變片的應變輸出隨時間變化的情況稱為應變片的蠕變。
    應變極限:粘貼在試件上的應變片所能測量的最大載荷力稱為應變極限。本單位使用的稱重傳感器的最大秤量為 45t。
    電阻應變片的疲勞壽命:應變片粘貼到試件上之后,在應變極限之內往復循環地施加載荷,應變片所能承受某一特定載荷作用的循環次數為應變片的疲勞壽命。
    三、稱重控制技術
    顯示控制儀表和稱重傳感器一樣,是地磅必不可少的部分,隨著微處理機大量普及,功能完善的帶微處理機的顯示控制儀表日趨增多。使用稱重顯示控制器可實現數字顯示、自動化控制,可以根據預先編制的程序,對稱量過程進行處理和控制,完成對儀表的自動校準、自動零點跟蹤、自動量程切換、自動邏輯判斷、自動存取并更改調節值,還能對采得的數據進行判別、處理并根據給定的數學模型進行計算,對測試結果進行修正,自動求出總量、皮重和凈重。
    稱重顯示控制系統框圖,如圖 3 所示。

    2.T800 稱重顯示控制器主要功能
    T800 稱重顯示控制器有許多智能化功能比如:大屏幕高亮度點陣 LCD 顯示器,可顯示的信息量大;同時支持模擬傳感器和數字傳感器;可同時連接 2 個秤臺;可完成基本稱重功能清零、去皮、清皮、毛重和凈重狀態自動零跟蹤;數字濾波技術;用戶自定義字段、用戶分級管理;嵌入式網絡數據庫,稱重數據存儲多達 15000 組數據,掉電保護;數據瀏覽數據匯總;數據實時上傳功能;儀表自診斷功能,幫助用戶快速發現故障等多種功能。
    3.T800 儀表的角差調整、標準校正、零點調試控制技術
    角差調整:進入參數設定,再進入基本參數組,選擇 Powercell 屬性進入角差調整程序,先空秤檢測、移去秤臺上的砝碼按確認鍵;讀取空秤信號;空秤完成后,儀表提示“Add cell 1”,在 1號傳感器上加載。按順序每個傳感器都加載后,儀表自動完成角差補償運算。
    標準校正:進入校正程序,空秤檢測,移去秤臺上的砝碼按確認鍵;讀取空秤信號;按確認鍵后,儀表自動讀取空秤信號;進入量程檢測,在秤臺上加載砝碼后按確認鍵;輸入加載重量值,然后按確認鍵;量程檢測,按確認鍵讀取砝碼重量;量程檢測完畢,顯示重量值;保存確認。
    零點調節:在進行零點調節前必須完成標準校正。按“確認”鍵后進入,儀表開始零點調節??粘訖z測,移去秤臺上的砝碼后確認;讀取空秤信號;完成。
    四、數據信號傳輸技術
    稱重信號通過數據線傳輸至稱重控制儀表,其帶接線盒信號傳輸連接線路圖和無接線盒信號
    傳輸連接線路圖如圖 4 所示。

    五、總結
    通過稱重測量技術、稱重控制技術和信號傳遞技術的介紹,分析和總結了稱重測量控制技術在數字地磅中的應用研究,不斷推廣電子衡器先進技術,更好服務工業生產。
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