文档介绍：前言
电子秤采用现代传感器技术、电子技术和计算机技术一体化的电子称量装置,才能满足并解决现实生活中提出的“快速、准确、连续、自动”称量要求,同时有效地消除人为误差,使之更符合法制计量管理和工业生产过程控制的应用要求。
本课程设计的电子秤是利用全桥测量原理,通过对电路输出电压和标准重量的线性关系,建立具体的数学模型,将电压量纲V改为重量纲g即成为一台原始电子秤。其中测量电路中最主要的元器件就是电阻应变式传感器。电阻应变式传感器是传感器中应用最多的一种,本设计采用全桥测量电路,使系统产生的误差更小,输出的数据更精确。而三运放大电路的作用就是把传感器输出的微弱的模拟信号进行一定倍数的放大,以满足A/D转换器对输入信号电平的要求。A/D转换的作用是把模拟信号转变成数字信号,进行模数转换,然后把数字信号输送到显示路中去,最后由显示电路显示出测量结果。
由于溶剂使用率的减少,以及更为强大的物质出现,需要提高过程称重仪表精确度的呼声越来越高。例如研究显示,随着新型甜味剂的出现,消费者可以识别1ppm的偏差。这相当于一批重量为一吨的产品中一克的偏差。过程称重技术是可在如此广的范围内精确并且可靠测量的为数不多的测量过程之一。由于该过程具有高度的动态性,因此还可确保测量设备的灵活应用,这在需要制造的产品经常变化的情况下十分重要。为了确保过程的质量与可再生性,梅特勒-托力多所生产的MinWeigh™为用户提供了根据所使用称重设备以及所需精确度计算与监测最小重量的智能称重功能。
在这种情况下,必须了解准确性、重复性以及分辨率的实际意义。在称重技术领域中,许多制造商开始采用在不提高精度和重复性等相关参数的情况下提高显示精度的做法。尽管通过这种方法从表面上看可以达到更高的精度,但是进一步分析证实这是一种错误的做法。即使对于料罐的液位测量而言,提高使用超声波的标准液位测量方法精确性的需求促使了基于称重的解决方案的出现。目前,即使是重量超过百吨的料罐仍可“放在秤上”。由于这种称重技术可在无需接触介质的情况下直接进行质量测量,并且可耐受泡沫与水气的影响,因此还可用于其他诸多的关键应用。
在工业,农业,制造业加工领域当中,过程称重技术正在越来越多的应用中发挥着重要作用。人们恐怕想不出许多能够与称重一样令人熟知与随处可见的测量过程。无论是在浴室秤上测量自己恼人的体重,还是在机场办理手提箱托运,称重几乎是一种随处可见的过程。那么究竟哪些是最为重要的
传感器技术、发展与未来开发产品呢?
应变片的应用
基于应变片的传感器始终具有较高的称重精确度。在过去的10年当中,这种称重传感器的精确度提高了5倍,这意味着应变片式称重传感器可以用于此前力补偿传感器可以使用的应用领域当中。目前,基于应变规的测量系统用于水箱与锅炉称重、罐装系统、称重平台与检重秤。由于这种测量原理具有机械坚固性以及外等功能,因此很有可能在未来获得极高的普及率。
压力补偿
在生产环境中使用力补偿传感器的愿望可以令人理解。没有其他的任何测量原理可以在如此广的范围内提供如此精确并且可靠的结果。随着最新工业开发成果的问世,这些传感器现已能够在需要较高防护等级保护的危险区域内使用。复杂的过滤器算法,加上强大的微处理器,能够很可靠地区分质量与环境影响的有效变化。内置检测砝码可确保随时对测量结果进行校准与验证。除了平台秤之外,常规应用包括配料、高精密灌装以及检重。
传感器技术前景
当今的称重解决方案通常基于两种传感器技术:应变片技术与力补偿技术。以往,高分辨率力补偿传感器主要用于实验室。与之相反,应变片技术用于许多工业应用。但现在两种重要发展已经开始消除了这种差异,那就是:应变片传感器的分辨率更高以及力补偿传感器在过程应用中的使用频率正在增加。
1 绪论
人为误差,使之更符合法制计量管理和工业生产过程控制的应用要求电子秤采用现代传感器技术、电子技术和计算机技术一体化的电子称量装置,才能满足并解决现实生活中提出的“快速、准确、连续、自动”称量要求,同时有效地消除。
数字电子秤的基本原理
电阻应变式传感器输出信号
差动放大电路放大信号
显示电路
A/D转换电路
数字电子秤一般由以下5部分组成:传感器、信号放大系统、模数转换系统、显示器系统。其原理图如图(1)所示。
图(1)
电子秤的测量过程实际是通过传感器将被测物体的重量转换成电压信号输出,放大系统把来自传感器的微弱信号放大,放大后的电压信号经过模数转换把模拟信号转换成数字量,数字量通过显示器显示重量。
2 系统设计
传感器部分
电阻应变式传感器的组成以及原理
电阻应变式传感器是将被测量的力,通过它产生的金属弹性变形转换成电阻变化的元件。