專利名稱：自動調整偏載準確度的稱重儀的制作方法
技術領域：
本實用新型專利屬于計量技術領域。
一臺電子秤，如電子汽車衡，電子地上衡、電子軌道衡等通常是由多個傳感器組成的(見

圖1)。各傳感器的輸出信號經過串聯(lián)或并聯(lián)后送到稱重儀表中進行放大和模數(shù)轉換，然后顯示稱量結果。顯然電子秤所受到的載荷等于各個傳感器所受到的載荷的總和。設有n個傳感器，則W＝W1＋W2＋……＋Wn(1)式中W為電子秤受到的載荷。
W1、W2、……、Wn為各傳感器所分別受到的載荷。
實際上，由于各傳感器的靈敏度系數(shù)不可能做到完全一致，當同樣大小的載荷作用在秤臺的不同位置時，電子秤顯示數(shù)值就可能不同，并產生稱重誤差，通常稱這種誤差為電子秤的偏載誤差。為了減小電子秤的偏載誤差，將電子秤的偏載準確度調整到規(guī)定的范圍以內，通常的做法是調節(jié)各個傳感器電橋橋路的輸入電壓，以補償傳感器靈敏度系數(shù)的不一致性。當電子秤的準確度要求較高時，這一工作是相當精細的，而且往往要反復多次調節(jié)電源電位器或接線盒中的電阻才能達到要求。對大噸位的電子秤來說，這就意味著大量沉重的砝碼要搬上搬下秤臺很多次。所以用傳統(tǒng)的調節(jié)各傳感器輸入電壓的方法來調整電子秤偏載準確度是一件非常繁重的令人煩惱的工作，而且效果往往不理想。
本實用新型是為解決上述問題而發(fā)明的一種稱重儀表，儀表設有多路放大和模數(shù)轉換電路以及用來控制計算機調整電子秤偏載準確度的按鍵。當一臺電子秤由多個傳感器組成時，每一個傳感器都和儀表中的一個放大和模數(shù)轉換電路組成一個獨立的通道，這樣每一個傳感器的輸出信號就可以分別得到放大和模數(shù)轉換，儀表內的計算機則可以對各通道的輸出信號進行處理和運算，下面結合圖2說明儀表的工作原理。圖2顯示的是一個由四個傳感器(L1，L2，L3，L4)組成的電子秤，臺面上加有載荷(砝碼)，每個傳感器的輸出分別接在四組放大和模數(shù)轉換電路的一路上，共組成四個通道C1、C2、C3、C4。設各個傳感器受到的載荷(扣去臺面重量)分別為W1、W2、W3、W4，各個通道的輸出信號值分別為N1、N2、N3、N4，各個通道的轉換系數(shù)分別為K1、K2、K3、K4，則存在以下關系
W1＝K1·N1W2＝K2·N2W3＝K3·N3W4＝K4·N4由于W＝W1＋W2＋W3＋W4所以W＝K1·N1＋K2·N2＋K3·N3＋K4·N4(2)W為電子秤臺面上所受到的總載荷。
稱量時，如果能知道各通道的轉換系數(shù)K1，K2，K3，K4，則通過計算機檢測各通道的輸出信號N1，N2，N3，N4，立刻就可以計算出各個傳感器上受到的載荷W1、W2、W3、W4，從而得到電子秤臺面上的總載荷W。這樣計算出來的結果能有效地避免由于傳感器靈敏度系數(shù)不一致所帶來的誤差。
為了得到四個未知數(shù)K1，K2，K3，K4，需要在秤臺上的不同位置加載四次，這樣就建立了四個方程W＝K1·N11＋K2·N12＋K3·N13＋K4·N14(3)W＝K1·N21＋K2·N22＋K3·N23＋K4·N24(4)W＝K1·N31＋K2·N32＋K3·N33＋K4·N34(5)W＝K1·N41＋K2·N42＋K3·N43＋K4·N44(6)其中NIJ的含義為第J(J＝1，2，3，4)個通道第I(I＝1，2，3，4)次加載的輸出值。
通過解以上方程組就可以得到K1，K2，K3，K4。
K1＝D1／DK2＝D2／DK3＝D3／DK4＝D4／DD為方程組(3)－(6)的系數(shù)行列式，DJ是把D的第J列元素N1J，N2J，N3J，N4J都換成W得到的行列式。
如果傳感器的數(shù)目不是四個而是其它，則原理和計算方法還是一樣的，只不過通道的數(shù)目、方程組元數(shù)需要相應改變。
計算機計算出K1，K2，K3，K4后，就將其存入存儲器，在電子秤進行正常稱量時，計算機根據(jù)已經取得的轉換系數(shù)及各通道的輸出信號值進行運算得出正確的稱量結果并加以顯示。
儀表鍵盤(見圖3)中共設有16個按鍵，其中包括“0”－“9”共十個“數(shù)字”鍵，一個“復位”鍵，一個“打印”鍵，一個“去皮”鍵，一個“采集”按鍵以上鍵的功能與一般稱重儀表的同類鍵的功能功能相似，另有一個“調整”鍵，它的功能是當按下此鍵時，計算機即進入計算通道轉換系數(shù)的程序，當顯示器顯示出G00D字樣時即表示計算完畢，電子秤偏載準確度已調好。還有一個是“置數(shù)”鍵，它與“數(shù)字”鍵配合起來可實現(xiàn)兩個功能(1)當由于某種原因，計算機內存儲的各通道轉換系數(shù)丟失，或需要對各通道轉換系數(shù)進行修改時，可以通過“置數(shù)”鍵和“數(shù)字”鍵置入所需要的數(shù)值。
(2)當需要對計算機計算出來的最終的稱量結果進行修正時，也可以通過“置數(shù)”鍵和“數(shù)字”鍵進行。
功能(1)的必要性是顯而易見的，因為儀表內盡管設置了蓄電池，當儀表斷電時可以給存儲器供電，但在長時間斷電的情況下，蓄電池的能量是不夠的，所以必須具有重新輸入通道轉換系數(shù)的功能。
功能(2)的好處是進行電子秤偏載準確度調整時，不一定要用標準砝碼，而只需一個固定重量的物體，甚至一輛汽車在秤臺的各個承重點壓一遍，得到各通道轉換系數(shù)，最后往秤臺上加一次砝碼，利用“置數(shù)”鍵將稱量結果修正到正確的數(shù)值就可以了，全部校準工作只需要加一次砝碼。
本實用新型儀表主要由四部分組成(見圖4)1、傳感器電源輸入交流電經變壓、整流、濾波后予穩(wěn)壓，再由高穩(wěn)定度基準穩(wěn)壓器、高精度運算放大器和精密電阻組成一個高穩(wěn)定度的輸出電壓為12V的傳感器電源。
2、放大器儀表采用兩級放大，第一級使用精密自穩(wěn)零運算放大器，閉環(huán)增益50－100倍；第二級為通用低漂移運算放大器，閉環(huán)增益為10倍。上述電路可將傳感器輸出滿荷信號由10－20mv放大到5－10v。
3、模數(shù)轉換器本儀表使用的是電壓－－頻率轉換器，當輸入0－10v電壓信號時，輸出脈沖頻率為0－100KHz，且輸入－－輸出關系嚴格成正比。
4、計算機單元它由CPU－Z80、ROM－2716、RAM－6116，可編程計數(shù)器8253、鍵盤、顯示器及支援器件組成，其中8253由2塊組成共計6個通道，一個通道作時鐘計數(shù)用，其余通道作為模數(shù)轉換器輸出信號計數(shù)用。
本實用新型稱重儀表不但校準方便、迅速、準確、而且由于全機無一個電位器，故而提高了儀表的工作可靠性、穩(wěn)定型。這種稱重儀表的另一個優(yōu)點是不要與傳感器的靈敏度系數(shù)一致，而且可以用一個電源給多個傳感器供電，所以適用性很強。
權利要求1.一種自動調整偏載準確度的稱重儀，其特征是儀表設有多路放大和模數(shù)轉換電路以及用來控制計算機調整電子秤偏載準確度的按鍵。當一臺電子秤由多個傳感器組成時，每一個傳感器都和稱重儀的一路放大和模數(shù)轉換電路組成一個獨立的通道，儀表對每一個傳感器的輸出信號分別進行放大和模數(shù)轉換，然后由儀表內的計算機對各通道輸出信號進行處理和運算，在調整電子秤偏載準確度時，按動上述按鍵即可控制計算機計算各通道的轉換系數(shù)，以便自動調整電子秤的偏載準確度。
2.按照權利要求1所述的稱重儀，其特征是它設有“置數(shù)”鍵和“數(shù)字”鍵，這些鍵可修改或置入各通道轉換系數(shù)。
專利摘要一種自動調整電子秤偏載準確度的稱重儀表，儀表設有多路放大和模數(shù)轉換電路以及用來控制計算機調整電子秤偏載準確度的按鍵。當一臺電子秤由多個傳感器組成時，儀表對各傳感器的輸出信號分別進行放大和模數(shù)轉換，然后由計算機進行處理和運算，得出稱量結果加以顯示。在調整電子秤偏載準確度時，按動上述按鍵即可控制計算機計算各通道的轉換系數(shù)，以便自動調整電子秤偏載準確度。
文檔編號G01G7/00GK2041424SQ8822061
公開日1989年7月19日 申請日期1988年12月5日 優(yōu)先權日1988年12月5日
發(fā)明者張連儒, 林平, 茅慶潭, 張國維, 宋文敏 申請人:北京工商咨詢服務公司