随着技术的进步
,
由称重传感器制作的电子衡器已广泛地应用到各行各业
,
实现了对物料的快
速、准确的称量，特别是随着微处理机的出现，工业生产过程自动化程度化的不断提高，称
重传感器已成为过程控制中的一种必需的装置，
从以前不能称重的大型罐、
料斗等重量计测
以及吊车秤、
汽车秤等计测控制，
到混合分配多种原料的配料系统、
生产工艺中的自动检测
和粉粒体进料量控制等，
都应用了称重传感器，
目前，
称重传感器几乎运用到了所有的称重
领域。
1
．高速定量分装系统
本系统由微机控制称重传感器的称重和比较，并输出控制信号，执行定值称量，控制外部
给料系统的运转，实行自动称量和快速分装的任务。
系统采用
MCS-51
单片机和
V/F
电压频率变换器等电子器件，其硬件电路框图如图
1
所示，
用
8031
作为中央处理器，
BCD
拔码盘作为定值设定输入器，物料装在料斗里，其重量使传
感器弹性体发生变形，
输出与重量成正比的电信号，
传感器输出信号经放大器放大后，
输入
V/F
转换器进行
A/D
转换，
转换成的频率信号直接送入
8031
微处理器中，
其数字量由微机进
行处理。
微机一方面把物重的瞬时数字量送入显示电路，
显示出瞬时物重，
另一方面则进行
称重比较，开启和关闭加料口、放料于箱中等一系列的称重定值控制。
图
1
原理框图
在整个定值分装控制系统中，称重传感器是影响电子秤测量精度的关键部件，选用
GYL-3
应变式称重测力传感器。四片电阻应变片构成全桥桥路，在所加桥压
U
不变的情况下，传
感器输出信号与作用在传感器上的重力和供桥桥压成正比，而且，供桥桥压
U
的变化直接
影响电子称的测量精度，
所以要求桥压很稳定。
毫伏级的传感器输出经放大后，
变成了
0-10V
的电压信号输出，
送入
V/F
变换器进行
A/D
转换，
其输出端输出的频率信号加到单片机
8031
定时器
1
的计数、输入端
T1
上。在微机内部由定时器
0
作计数定时，定时器
0
的定时时间由要
求的
A/D
转换分辩率设定。
定时器
1
的计数值反映了测量电压大小即物料的重量。
在显示的同时，
计算机还根据设定值
与测量值进行定值判断。测量值与给定值进行比较，取差值提供
PID
运算，当重量不足，
则继续送料和显示测量值。
一旦重量相等或大于给定值，
控制接口输出控制信号，
控制外部
给料设备停止送料，
显示测量终值，
然后发出回答令，表示该袋装料结束，
可进行下袋的装
料称重。
图
2
所示为自动称重和装料装置。
每个装料的箱子或袋子沿传送带运动，
直到装有料的电子
称下面，传送带停止运动，电磁线圈
2
通电，电子称料斗翻转，
使料全部倒入箱子或袋子中，
当料倒完，
传送带马达再次通电，将装满料的箱子或袋子移出，并保护传送带继续运行，直
到下一次空袋或空箱切断光电传感器的光源，
与此同时，
电子称料箱复位，
电磁线圈
1
通电，
漏斗给电子秤自动加料，重量由微机控制，当电子秤中的料与给定值相等时，电磁线圈
1
断
电，
弹簧力使漏斗门关上。
装料系统开始下一个装料的循环。
当漏斗中的料和传送带上的箱
子足够多时，这个过程可以持续不断地进行下去。必要时，＊作人员可以随时停止传送带，
通过拔码盘输入不同的给定值，然后再启动，即可改变箱或袋中的重量。
给料设备停止送料，
显示测量终值，
然后发出回答令，表示该袋装料结束，
可进行下袋的装
料称重。
图
2
所示为自动称重和装料装置。
每个装料的箱子或袋子沿传送带运动，
直到装有料的电子
称下面，传送带停止运动，电磁线圈
2
通电，电子称料斗翻转，
使料全部倒入箱子或袋子中，
当料倒完，
传送带马达再次通电，将装满料的箱子或袋子移出，并保护传送带继续运行，直
到下一次空袋或空箱切断光电传感器的光源，
与此同时，
电子称料箱复位，
电磁线圈
1
通电，
漏斗给电子秤自动加料，重量由微机控制，当电子秤中的料与给定值相等时，电磁线圈
1
断
电，
弹簧力使漏斗门关上。
装料系统开始下一个装料的循环。
当漏斗中的料和传送带上的箱
子足够多时，这个过程可以持续不断地进行下去。必要时，＊作人员可以随时停止传送带，
通过拔码盘输入不同的给定值，然后再启动，即可改变箱或袋中的重量。
自动称重和装料装置
系统选用不同的传感器，改变称重范围，则可以用到水泥、食糖、面粉加工等行业的自
动包装中。
2．传感器在商用电子秤中的应用
目前，商用电子计价秤的使用非常普及，逐渐会取代传统的杆称和机械案秤。电子计价秤
在秤台结构上有一个显着的特点：
一个相当大的秤台，
只在中间装置一个专门设计的传感器
来承担物料的全部重
图3
计价秤内部结构示意图
所示。常用的电子计价秤传感器的结构如图
4a）为双连椭圆孔
弹性体，秤盘用悬臂梁端部上平面的两个螺孔紧固；图4（b）为梅花型四连孔弹性体，秤盘
用悬臂梁端部侧面的叁个螺孔坚固，中间支杆上粘贴补偿用的应变片。这两种形式的传感器，
在计价秤中用得锄耻颈多。图4（c）为叁梁式弯曲弹性体，采样弯曲应力，对重量反应敏感，宜
用来制作小称量计价秤。图4（d）为叁梁式剪切弹性体，采样中间敏感梁的剪切应力，宜用
来制作几百公斤称量范围计价秤。
图4 计价秤用弹性体结构
用这些复梁型高精度传感器来支承一个大的称重平台，被称重物又可能放置在任何称台的
任意位置上，必然会产生四角示值误差，对图4（a），（b）两种结构形式的传感器，可通过
锉磨的形式进行角差修正。
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