一種在線解決多只稱重傳感器輸出信號負(fù)向漂移的電路及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種可在線解決多只稱重傳感器輸出信號負(fù)向漂移的模擬稱重傳感器電路及方法。所述電路包括由第一電阻（R1）、第二電阻（R2）、第四電阻（R4）分別構(gòu)成的三個橋臂和由第三電阻（R3）與第一電位器（W1）串聯(lián)構(gòu)成的另一橋臂組成的惠斯頓電橋，所述惠斯頓電橋的一對節(jié)點(diǎn)之間串聯(lián)有第二電位器（W2）和第六電阻（R6），所述惠斯頓電橋的另一對節(jié)點(diǎn)分別形成激勵正端（EXC+）和激勵負(fù)端（EXC-），所述第六電阻（R6）的兩端分別形成信號輸出正端（SIG+）和信號輸出負(fù)端（SIG-）。本發(fā)明可在線解決稱重傳感器負(fù)向漂移的問題，且無需更換稱重傳感器；處理方法快速有效，可最大程度地避免影響生產(chǎn)。
【專利說明】—種在線解決多只稱重傳感器輸出信號負(fù)向漂移的電路及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于計量【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種在線解決多只稱重傳感器輸出信號負(fù)向漂移的模擬稱重傳感器電路及利用該電路解決多只稱重傳感器輸出信號負(fù)向漂移的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在冶金行業(yè)，各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)都離不開電子秤，電子秤直接參與生產(chǎn)計量與控制。一般情況下，一臺電子秤至少有3只稱重傳感器，多則8只到10只。稱重時稱重傳感器將被稱物體的重量轉(zhuǎn)換為電信號，然后各稱重傳感器的輸出信號并聯(lián)后輸入稱重儀表的輸入端，稱重儀表通過轉(zhuǎn)換和校準(zhǔn)，最終顯示被稱物體的重量。圖1所示為現(xiàn)有電子秤稱重電路圖，它由若干稱重傳感器(N1、N2、....Nn)和稱重儀表構(gòu)成,每個稱重傳感器都可簡化為一惠斯頓電橋，且每一稱重傳感器均設(shè)有信號輸出正端(SIG+)、信號輸出負(fù)端(SIG-)、激勵正端(EXC+)和激勵負(fù)端(EXC-)，并分別與稱重儀表相應(yīng)端口相連接。在實(shí)際使用過程中，一段使用時間后基于某些外部原因如計量時被稱重物體對稱重傳感器造成沖擊，使稱重傳感器由于彈性體本身發(fā)生了彈性形變而不能恢復(fù)到原始狀態(tài)，以及稱重傳感器本身的因素如稱重傳感器使用一定周期后，零點(diǎn)輸出信號與原始零點(diǎn)信號輸出相比較發(fā)生了漂移，致使電子秤在使用一段時間后，其稱重儀表的總輸入信號(即稱重傳感器的總輸出信號)與原始的總輸入信號相比，都有不同程度的變化。當(dāng)多只稱重傳感器發(fā)生負(fù)向漂移(即與原始輸出信號相比，稱重傳感器輸出信號為負(fù)值輸出)時，會使稱重傳感器的總輸出信號減小，以致于稱重傳感器的總輸出信號為負(fù)向輸出電壓，超出稱重儀表的輸入信號范圍(稱重儀表的信號輸入范圍為一正值范圍，輸入信號范圍為(T30mV)，造成稱重儀表無法工作。
[0003]解決此類問題以往都是更換這些發(fā)生負(fù)向漂移的稱重傳感器，使稱重傳感器的總輸出電壓達(dá)到原始狀態(tài)范圍。但是，更換稱重傳感器備件投入非常大，當(dāng)備件儲備不足時，設(shè)備維護(hù)人員即無法解決此類故障，只能等備件到位后，才能排除故障，最終影響正常生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的之一即在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種可在線解決多只稱重傳感器輸出信號負(fù)向漂移的模擬稱重傳感器電路，通過該電路的接入在線解決稱重傳感器輸出信號負(fù)向漂移現(xiàn)象，避免稱重傳感器的更換。
[0005]本發(fā)明的另一目的在于提供一種利用上述電路解決多只稱重傳感器輸出信號負(fù)向漂移的方法。
[0006]為此，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種可在線解決多只稱重傳感器輸出信號負(fù)向漂移的模擬稱重傳感器電路，其特征在于，包括由第一電阻、第二電阻、第四電阻分別構(gòu)成的三個橋臂和由第三電阻與第一電位器串聯(lián)構(gòu)成的另一橋臂組成的惠斯頓電橋，所述惠斯頓電橋的一對節(jié)點(diǎn)之間串聯(lián)有第二電位器和第六電阻，所述惠斯頓電橋的另一對節(jié)點(diǎn)分別形成激勵正端和激勵負(fù)端，所述第六電阻的兩端分別形成信號輸出正端和信號輸出負(fù)端。
[0007]進(jìn)一步地，所述第二電位器和第六電阻還串聯(lián)有第五電阻。
[0008]進(jìn)一步地，所述第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻和第六電阻的阻值均為300 Ω，第一電位器的阻值范圍為0-250 Ω，第二電位器的阻值范圍為0_20kQ。
[0009]一種利用上述電路解決多只稱重傳感器輸出信號負(fù)向漂移的方法，包括如下步驟:
(1)電子秤無負(fù)載情況下，將模擬稱重傳感器電路的信號輸出正端、信號輸出負(fù)端、激勵正端和激勵負(fù)端與稱重儀表的相應(yīng)端口分別連接；
(2)粗調(diào):根據(jù)稱重傳感器總輸出的負(fù)向電壓值，調(diào)節(jié)第一電位器阻值，使模擬稱重傳感器電路輸出一正向電壓值，與稱重傳感器輸出的負(fù)向電壓值相抵消或使稱重儀表的總輸入電壓值增加為正向電壓值 ；
(3)精調(diào):調(diào)節(jié)第二電位器阻值，使模擬稱重傳感器電路的電壓輸出值作小范圍變化，最終使稱重儀表的電壓輸入值達(dá)到正常值。
[0010]由于電子稱稱重傳感器各橋臂的電阻一般為300 Ω左右的等值電阻，為與稱重傳感器相匹配，本發(fā)明第一至第六電阻的阻值均設(shè)定為300 Ω。模擬稱重傳感器電路所使用的電阻須選用溫度系數(shù)小、穩(wěn)定度高的線繞電阻或金屬膜電阻，電位器須選用高穩(wěn)定性的多圈電位器。第五電阻的作用在于保證電路安全，防止第二電位器阻值為O時，第六電阻兩端電壓即模擬稱重傳感器電路輸出電壓過大，損壞稱重儀表。
[0011]本發(fā)明的電路原理如下:
1、如圖2所示，根據(jù)惠斯頓電橋的原理，模擬稱重傳感器電路A、B兩端的輸出電壓: Uab=Ui [R2/ (R1+R2) - R3/ (R3+ Δ W1+R4)] (式一)
模擬稱重傳感器輸出電壓即模擬稱重傳感器信號輸出端SIG+、SIG-輸出電壓為第六電阻 R6 兩端電壓 Um,且 Uk6= Usig翁=Uab-UE5-UAff2(式二)
以上式中=Ui——稱重傳感器的供橋電壓，即稱重儀表激勵正端EXC+與激勵負(fù)端EXC-施加于稱重傳感器上的電源電壓；
USIG+SIG_----模擬稱重傳感器電路輸出電壓；
Ue5第五電阻R5兩端電壓；
U Δ W2 第二電位器W2兩端電壓；
Affl——第一電位器Wl阻值。
[0012]2、下面以5V供橋電壓為例，進(jìn)一步說明本發(fā)明工作原理。
[0013]調(diào)整第一電位器Wl電位器阻值為零時，電橋平衡，模擬稱重傳感器電路A、B兩端的輸出電壓Uab為OmV，此時模擬稱重傳感器輸出電壓Ur6電壓也為OmV。
[0014]調(diào)整第一電位器Wl阻值Λ Wl為250 Ω時，由式一可得Uab為735mV，調(diào)整第二電位器W2阻值Λ W2調(diào)整到為10430 Ω時，模擬稱重傳感器輸出電壓Ur6為20mV。當(dāng)然，第一電位器Wl阻值Λ Wl為250 Ω時，調(diào)整第二電位器W2阻值Λ W2逐步減小，電壓Um會逐步升高，但是實(shí)際使用時，不會使用太高的輸出電壓，調(diào)整到10430 Ω時輸出為20mV，已足夠抵消負(fù)向漂移。
[0015]調(diào)整第一電位器Wl阻值在60 Ω，調(diào)整第二電位器W2阻值為16450 Ω時，模擬稱重傳感器輸出輸出電壓Uk6為4mV。
[0016]從以上電位器調(diào)整可看出，模擬稱重傳感器輸出電壓Uk6可在4 mV至20 mV之間調(diào)節(jié)，這一范圍值足以抵消稱重傳感器負(fù)向漂移產(chǎn)生的負(fù)向輸出值，可以滿足一般電子秤的使用。
[0017]本發(fā)明的有益效果在于:可在線解決稱重傳感器負(fù)向漂移的問題，且無需更換稱重傳感器；處理方法快速有效，可最大程度地避免影響生產(chǎn)；方法成本低廉，易于實(shí)施。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為現(xiàn)有電子秤稱重電路原理圖；
圖2為本發(fā)明模擬稱重傳感器電路原理圖；
圖3為本發(fā)明模擬稱重傳感器與稱重儀表接入示意圖。
[0019]圖中，圓點(diǎn)表示電路連接點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0020]如圖2所示，一種可在線解決多只稱重傳感器輸出信號負(fù)向漂移的模擬稱重傳感器電路，包括由第一電阻R1、第二電阻R2、第四電阻R4分別構(gòu)成的三個橋臂和由第三電阻R3與第一電位器Wl串聯(lián)構(gòu)成的另一橋臂組成的惠斯頓電橋，所述惠斯頓電橋的一對節(jié)點(diǎn)之間串聯(lián)有第五電阻R5、第二電位器W2和第六電阻R6，所述惠斯頓電橋的另一對節(jié)點(diǎn)分別形成激勵正端EXC+和激勵負(fù)端EXC-，所述第六電阻R6的兩端分別形成信號輸出正端SIG+和信號輸出負(fù)端SIG-。
[0021]且第一電阻Rl至第六電阻R6阻值均為300Ω，第一電位器Wl的阻值范圍為0-250 Ω，第二電位器W2的阻值范圍為0-20k Ω。
[0022]下面以最大稱重為180t靜態(tài)電子秤(使用8只50t稱重傳感器)為例，進(jìn)一步說明利用上述電路解決多只稱重傳感器輸出信號負(fù)向漂移的方法。該電子秤稱重傳感器供橋電壓為5V，正常無負(fù)載情況下，稱重傳感器總輸出電壓值為3.70mV (因有秤盤自重影響，無秤盤時為O mV);多重因素影響下，稱重傳感器總輸出信號出現(xiàn)負(fù)向漂移，總輸出電壓值具體為-0.50mV，解決過程如下:
(O電子秤無負(fù)載情況下，如圖3所示，將模擬稱重傳感器電路的信號輸出正端、信號輸出負(fù)端、激勵正端和激勵負(fù)端與稱重儀表的相應(yīng)端口分別連接；
(2)粗調(diào):根據(jù)稱重傳感器總輸出的負(fù)向電壓值，調(diào)節(jié)第一電位器Wl阻值為60Ω，根據(jù)式一，可使模擬稱重傳感器電路A、B兩端獲得一正向電壓227mV，從而使模擬稱重傳感器電路輸出一正向電壓值，與稱重傳感器輸出的負(fù)向電壓值相抵消；
(3)精調(diào):調(diào)節(jié)第二電位器W2阻值，使模擬稱重傳感器電路的電壓輸出值作小幅變化，至第二電位器W2阻值為15630 Ω時，在Usrc+src_兩端得到4.2 mV的電壓，稱重儀表的電壓輸入值達(dá)到正常值4.2-0.50mV=3.70 mV。
【權(quán)利要求】
1.一種可在線解決多只稱重傳感器輸出信號負(fù)向漂移的模擬稱重傳感器電路，其特征在于，包括由第一電阻(R1)、第二電阻(R2)、第四電阻(R4)分別構(gòu)成的三個橋臂和由第三電阻(R3)與第一電位器(Wl)串聯(lián)構(gòu)成的另一橋臂組成的惠斯頓電橋，所述惠斯頓電橋的一對節(jié)點(diǎn)之間串聯(lián)有第二電位器(W2)和第六電阻(R6)，所述惠斯頓電橋的另一對節(jié)點(diǎn)分別形成激勵正端(EXC+)和激勵負(fù)端(EXC-)，所述第六電阻(R6)的兩端分別形成信號輸出正端(SIG+)和信號輸出負(fù)端(SIG-)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可在線解決多只稱重傳感器輸出信號負(fù)向漂移的模擬稱重傳感器電路，其特征在于，所述第二電位器(W2)和第六電阻(R6)還串聯(lián)有第五電阻(R5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可在線解決多只稱重傳感器輸出信號負(fù)向漂移的模擬稱重傳感器電路，其特征在于，所述第一電阻(R1)、第二電阻(R2)、第三電阻(R3)、第四電阻(R4)、第五電阻(R5)和第六電阻(R6)的阻值均為300Ω，第一電位器(Wl)的阻值范圍為0-250 Ω，第二電位器(W2)的阻值范圍為0-20kQ。
4.一種利用權(quán)利要求1所述模擬稱重傳感器電路解決多只稱重傳感器輸出信號負(fù)向漂移的方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)電子秤無負(fù)載情況下，將所述模擬稱重傳感器電路的信號輸出正端(SIG+)、信號輸出負(fù)端(SIG-)、激勵正端(EXC+)和激勵負(fù)端(EXC-)與稱重儀表的相應(yīng)端口分別連接； (2)粗調(diào):根據(jù)稱重傳感器總輸出的負(fù)向電壓值，調(diào)節(jié)第一電位器(Wl)的阻值，使模擬稱重傳感器電路輸出一正向電壓值，與稱重傳感器輸出的負(fù)向電壓值相抵消或使稱重儀表的總輸入電壓值增加為正向電壓值； (3)精調(diào):調(diào)節(jié)第二電位器W2阻值，使模擬稱重傳感器電路的電壓輸出值作小范圍變化，最終使稱重儀表的總輸入電壓值達(dá)到正常值。
【文檔編號】G01G23/01GK103575376SQ201310475110
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年10月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月12日
【發(fā)明者】徐海敏, 曲范坤 申請人:酒泉鋼鐵(集團(tuán))有限責(zé)任公司