專利名稱：動(dòng)、靜態(tài)稱重傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于稱量有輪載荷物體的稱量設(shè)備。主要適用于稱運(yùn)動(dòng)中的汽車或火車等物的重量。
通常所述的軌道衡、汽車衡等電子稱量設(shè)備是由傳感器、秤體和二次儀表所組成。這種設(shè)備傳感器的組成是在彈性稱量體上粘有四組電阻應(yīng)變片，這四組電阻應(yīng)變片組成一個(gè)電橋并將電橋兩端外接電源，而另兩端為信號(hào)輸出。當(dāng)彈性稱量體受載時(shí)，電橋本身不平衡，則由電橋輸出端輸出一個(gè)電壓信號(hào)，將此信號(hào)送至二次儀表并顯示被稱重負(fù)載的重量值。在靜態(tài)車輛衡中，貨車是停在秤體臺(tái)面上，因此傳感器輸出的是一直流信號(hào)，該信號(hào)幅度值對(duì)應(yīng)為貨車的重量值。但在動(dòng)態(tài)的車輛衡中，貨車是以一定車速通過(guò)稱量臺(tái)面的，因此在貨車通過(guò)臺(tái)面時(shí)傳感器受到的不是一個(gè)恒定的載荷，則傳感器輸出的也不是穩(wěn)定的信號(hào)。這是由于車輛的運(yùn)動(dòng)，稱量臺(tái)面四個(gè)支點(diǎn)的受力在不停地變化著，所以傳感器受力也是變化的，其原因是在車輛減振彈簧以上部分的振動(dòng)，所以傳感器輸出信號(hào)是在一恒定值上疊加上下波動(dòng)信號(hào)，頻率均為2.5－7HZ。同時(shí)車輛減振彈簧以下部分與稱重臺(tái)面的機(jī)械結(jié)構(gòu)也產(chǎn)生振動(dòng)，這可使傳感器輸出波形在低頻信號(hào)上又疊加一個(gè)較高頻率的振動(dòng)波形。為使車輛動(dòng)態(tài)稱重能得到真實(shí)結(jié)果，通常采用以下二種方法1、在二次儀表電路設(shè)計(jì)中附加有RC濾波器，有源濾波器，均值電路，加權(quán)均值電路和積分電路等。
2、利用計(jì)算機(jī)軟件處理技術(shù)代替上述硬件電路，從而達(dá)到動(dòng)態(tài)稱重時(shí)檢測(cè)出真實(shí)載荷的重量值。
以上兩種解決貨車動(dòng)態(tài)稱重方法均存在有設(shè)備成本高和稱量精度較低等缺陷。
本實(shí)用新型的目的是提供一種設(shè)備成本低、制造方便的和稱量精度高的動(dòng)、靜態(tài)稱重傳感器。
下面根據(jù)附圖
詳細(xì)敘述如下。在附圖中1是彈性稱量體，2是稱量體底座，3是應(yīng)變片(由四組電阻組成)，4是線圈架，5是感應(yīng)線圈，6是U型軟鐵、7是激磁線圈。由附圖可看出，現(xiàn)有技術(shù)是將彈性稱量體1固定在稱量體底座2上，在彈性稱量體1上裝有應(yīng)變片3。本實(shí)用新型裝置是在現(xiàn)有技術(shù)的應(yīng)變片傳感器上增加了線圈架4，感應(yīng)線圈5、U型軟鐵6和激磁線圈7四個(gè)部分。該裝置的具體結(jié)構(gòu)根據(jù)附圖加以描述。在與彈性稱量體1受力同方向上固定裝有線圈架4，在線圈架4上繞有感應(yīng)線圈5。在稱量體底座2上固定裝有U型軟鐵6，并在U型軟鐵6上繞有激磁線圈7。由感應(yīng)線圈5所輸出的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)應(yīng)與應(yīng)變片3的電橋信號(hào)輸出端進(jìn)行反向聯(lián)接，激磁線圈7則外接定值直流電源。在本裝置中，線圈架4應(yīng)安裝在使感應(yīng)線圈5與U型軟鐵6做相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)能切割由U型軟鐵6發(fā)出的磁力線的位置。在U型軟鐵6上繞有至少一組或二組以上的激磁線圈7。U型軟鐵6必須固定安裝在與稱量體底座2為一體的穩(wěn)定的位置。本實(shí)用新型稱量傳感器裝置的工作原理是當(dāng)激磁線圈7通入定值直流電流后，U型軟鐵6的兩端呈N，S磁極對(duì)，在彈性稱量體1受靜態(tài)負(fù)荷時(shí)變形向下運(yùn)動(dòng)，在暫不計(jì)加載過(guò)渡時(shí)期的信號(hào)時(shí)，負(fù)荷已靜止在彈性稱量體1上后，應(yīng)變片3電橋有直流信號(hào)輸出，此信號(hào)經(jīng)二次儀表顯示載荷值。而此時(shí)的感應(yīng)線圈5也隨之同步位移，但由于載荷是靜止在彈性稱量體1上，則感應(yīng)線圈5也不切割磁力線，該線圈則信號(hào)輸出為零。當(dāng)動(dòng)態(tài)稱量時(shí)，彈性稱量體1受一動(dòng)態(tài)載荷，彈性稱量體1不僅向下變形，且隨載荷對(duì)彈性稱量體1伴有的上下兩個(gè)方向的沖擊，隨之而上下位移運(yùn)動(dòng)。此時(shí)感應(yīng)線圈5也同步上下位移運(yùn)動(dòng)，即雙向切割磁力線，使感應(yīng)線圈5有一個(gè)正負(fù)變化的電動(dòng)勢(shì)輸出。將該輸出電動(dòng)勢(shì)與應(yīng)變片3的電橋信號(hào)輸出端按反向串聯(lián)接后，應(yīng)變片3電橋輸出的為一穩(wěn)定直流信號(hào)，即載荷的真實(shí)重量。
本實(shí)用新型動(dòng)、靜態(tài)稱重傳感器與現(xiàn)有技術(shù)相比較具有稱量數(shù)據(jù)可靠、穩(wěn)定和準(zhǔn)確度高等特點(diǎn)。該裝置經(jīng)載重車體多次反復(fù)在同一稱重傳感器上稱量均能得到一個(gè)穩(wěn)定的直流信號(hào)，而且動(dòng)態(tài)稱量精確度從現(xiàn)有的0.5％～1.0％提高到0.1％以上。
權(quán)利要求1.一種動(dòng)、靜態(tài)稱重傳感器，它是由傳感器、彈性稱量體1和二次儀表所組成的，傳感器是在彈性稱量體1上固定有由四組電阻應(yīng)變片組成的電橋，電橋兩端外接電源，另兩端為信號(hào)輸出端，與二次儀表相聯(lián)接，其特征在于與彈性稱量體1受力同方向上固定裝有線圈架4，在線圈架4上繞有感應(yīng)線圈5，在稱量體底座2上固定安裝有U型軟鐵6，并在U型軟鐵6上繞有激磁線圈7，感應(yīng)線圈5與應(yīng)變片3相聯(lián)接，激磁線圈7通入定值直流電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于線圈架4安裝在使感應(yīng)線圈5與U型軟鐵6做相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)能切割由U型軟鐵6發(fā)出的磁力線的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于U型軟鐵6上繞有至少一組或二組以上的激磁線圈7。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述裝置，其特征在于由感應(yīng)線圈5所輸出的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)應(yīng)與應(yīng)變片3的電橋信號(hào)輸出端進(jìn)行反向聯(lián)接。
專利摘要本實(shí)用新型屬于稱量有輪載荷物體的稱量設(shè)備。主要適用于稱量運(yùn)動(dòng)中的汽車或火車等物的重量。
該裝置是在原應(yīng)變片荷重傳感器中增加了一組磁電信號(hào)補(bǔ)償裝置，該裝置是由線圈架4、感應(yīng)線圈5、U形軟鐵6和激磁線圈7所組成。采用該裝置可使稱重設(shè)備精確度由0.5—1.0％，提高至0.1％以上，運(yùn)態(tài)稱量與靜態(tài)稱量效果相同，都可得到穩(wěn)定真實(shí)的重量信號(hào)。
文檔編號(hào)G01G19/03GK2173392SQ9320933
公開(kāi)日1994年8月3日 申請(qǐng)日期1993年4月15日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月15日
發(fā)明者張連儒, 寧建新, 徐濟(jì)林 申請(qǐng)人:冶金工業(yè)部鋼鐵研究總院