电子秤的数字和计算技术及其应用

分析了传感器仿真与计算技术以及数字与计算技术的原理，并列举了数字与计算技术在钢铁企业中的应用。在电子称重系统中，必须对多个传感器的输出求和（信号代数相加），以获得完整而准确的称量结果。从1970年代的模拟量系列和计算到1980年代的模拟量并行和计算，计算技术的发展在极大地降低电子秤的成本以及提高可靠性和稳定性方面起着非常重要的作用。但是，模拟并行计算也有缺点：对传感器一致性的要求很高，无法检测单个传感器，并且电子秤的四角度偏差的调试复杂。解决上述问题的最佳方法是使用数字和算法或数字-模拟混合和算法。目前，由于信号放大器成本的持续下降和A / D转换器性能的显着提高，数字和算术技术和经济上都可以进入实际阶段，在某些特殊应用中，它们的功能是模拟的和平计算无可替代。 1.仿真和计算技术分析1.仿真序列和计算仿真序列和计算的基本原理如图1所示。在图1中，u1〜u4是四组完全独立的桥式电源。总输出u0 = u1 + u2 + u3 + u4u1〜u4是四个传感器的电压输出信号。模拟序列和计算的优点是输出信号大且传感器的一致性要求低。缺点是每个传感器必须使用桥式电源，并且无法实现比例基准的模数转换。因此，成本高且稳定性差。随着放大器灵敏度的不断提高和传感器一致性的提高，到1980年代末，模拟系列和计算已基本取消。 1.2模拟并行和计算模拟并行和计算的基本原理如图2所示。在图2中，U是桥的电源，U0是总输出：U0 =（K1F1 + K2F2 + K3F3 + K4F4）/在图4中，F1〜F4是传感器的分力，K1〜K4的大小以及每个传感器的灵敏度和调节分别与电位器W1〜W8的电阻有关。通过电位器W1〜W8的重量校准和调整，K1 = K2 = K3 = K4 = K，总输出U0 = K（1 + F2 + F3 + F4）/ 4。电子秤的角偏差调整。模拟并行和计算的优点是仅需要一组桥功率，并且可以使用比例基准模数转换器。桥功率的性能要求也远低于模拟量系列和计算值。因此，不仅大大降低了称重仪器的成本，而且还提高了整体稳定性。缺点是它要求对传感器的一致性有更高的要求。由于需要通过调节电位器来实现四角偏差的调节，因此难以调试，特别是对于大吨位电子秤。由于重量大且处理麻烦，因此调试工作既费时又费力。对于某些特殊形式的电子秤，例如多表组合秤，以及在某些需要不同传感器范围的应用中，这种求和方法的适应性甚至更低，甚至无法计算。 2.数字和计算技术分析数字和计算的基本原理如图3所示。在图3中，四个传感器使用一个并联的电源桥，并将它们各自的输出信号发送到四个相应的放大器，然后将每个放大器的输出由多通道检查A / D转换器转换，并转换转换结果。发送单片机系统进行处理和计算。这种求和方法要求称重仪器的A / D转换器必须具有较高的转换率速度和高转换码数。随着新型三积分A / D转换器的出现，这一问题已得到解决。如XK3101系列计算机称重显示控制器。其最高的A / D采样速度已达到50次/秒，并且A / D转换代码达到500,000码。这样，每个传感器仍然有12次/秒的采样速度，这对于静态刻度来说已经足够了。由于A / D转换代码的权重很大，因此在执行数字和计算时其量化误差也很小。因此，从技术上讲，电子秤的数字总和不再是问题。随着新型集成放大器的不断出现，放大器的成本不断下降，数字和在经济上也是可行的。数字和计算的许多优点是模拟和算术无法比拟的。从理论上讲，使用数字总和计算可以使电子秤实现自动数字四方平衡校准。数字和计算的计算公式如下：= K（K1F1 + K2F2 + K3F3 + K4F4）其中：1〜K4是每个传感器的校准系数，1〜F4是各自的负载权重，满量程校准电子秤的系数，以及仪表显示的总重量。由于K1〜K4可以在仪器中通过数字计算进行校准，因此可以简化电子秤四个角的平衡调节。另外，由于K1〜K4可以在较大范围内更改，因此大大减少了传感器的数量。为了一致性，甚至可以组合使用不同吨位的传感器。数字总和计算的另一个优点是可以分别监视每个传感器的输出，这在电子秤的现场维护中非常有用。其次，取消了接线盒（和计算盒）中的传感器灵敏度调节电位器。由于电位计的机械触点的存在，真正实现了全数字校准，从而提高了称重系统的可靠性。 3.数字总和计算技术在转炉炼钢厂的应用3.1数字总和计算技术在连铸辊道称重系统中的应用在连铸生产中，固定长度会根据用户的不同要求随时变化。 。 〜12m，因此辊道需要采用双辊道承重结构（见图4）。如果对秤的两个秤体进行模拟和计算，调试将非常麻烦。现在使用XK3101B计算机称重显示器。该控制器是辅助仪器，具有数字和算术功能。在调试中，仅需要分别校准A和B秤。 3.2数字求和技术在起重机吊秤中的应用在转炉中添加钢水和废钢的过程中，必须控制钢水和废钢的量，因此在起重机上安装了称重系统。在向转炉中添加铁水和废钢的过程中，必须使用小钩子来辅助起吊。此时，很难仅将称重系统安装在大钩上。必须在小挂钩上安装一个称重设备，然后由XK3101B计算机称重显示器显示。控制器计算数量并计算总重量。可以充分发挥数字和计算的优势。由于对应于大钩和小钩的传感器的范围不同，因此无法使用传统的模拟和计算。使用数字和算术技术后，成功解决了大钩和小钩同时称重的问题。因为数字和后期计算可以用于大号和小号挂钩的自动数字校准，所以整个系统的校准非常简单。 4.称重仪表与计算机的连接XK3101系列计算机称重显示控制器的输出信号具有4〜20mA电流信号，1〜5V电压信号，20mA串行电流回路接口，RS232C串行接口。它可以轻松地与计算机连接以在计算机上显示和存储称量数据。 5，结论称重传感器的信号和计算技术是电子学中的重要技术环节。电子称重系统。由于负载传感器是主要仪器，因此其信号和计算技术在整个称重系统中起着非常重要的作用。因此，在设计任何一种电子称重系统时，都必须注意传感器的信号和计算方法。只有这样，整个系统才能真正做到结构合理，使用方便，性能可靠。