机电一体化概论-第4-5章课件.ppt

1、第五节第五节 电子秤电子秤 电子秤是一种电子秤是一种装备了电子元件装备了电子元件的的称重设备称重设备。电子秤具有称量速。电子秤具有称量速度快、读数方便、适于在较恶劣的环境下工作等优点，并且便于与度快、读数方便、适于在较恶劣的环境下工作等优点，并且便于与计算机技术结合而实现称重技术的自动化。因此，电子秤在工矿企计算机技术结合而实现称重技术的自动化。因此，电子秤在工矿企业、能源交通、商业贸易和科学技术等部门得到广泛应用。电子秤业、能源交通、商业贸易和科学技术等部门得到广泛应用。电子秤的种类繁多，这里只介绍一些应用较为广泛的电子秤。的种类繁多，这里只介绍一些应用较为广泛的电子秤。一、电子秤的称重精度

2、概念一、电子秤的称重精度概念 1 1称重精度称重精度 电子秤的称重精度一般用一个电子秤的称重精度一般用一个比例系数比例系数来表示：来表示：）（满量程称重量最大称重误差称重精度.100SFFull Scale 2 2四角误差四角误差 对于案秤和台秤都存在由于对于案秤和台秤都存在由于被称重物被称重物在秤台上放置的在秤台上放置的位置差位置差别别造成的称重误差。造成的称重误差。二、案秤二、案秤 案秤是一种小型的秤，其最大称重量不超过案秤是一种小型的秤，其最大称重量不超过2525公斤，多用于商公斤，多用于商业贸易。根据案秤的工作原理可分为机械式案秤和电子计价秤两大业贸易。根据案秤的工作原理可分为机械式案

3、秤和电子计价秤两大类。类。1 1机械式案秤机械式案秤 机械式案秤可分为机械式案秤可分为杠杆式杠杆式和和弹簧式弹簧式两种，下面介绍一种典型的两种，下面介绍一种典型的杠杆式案秤杠杆式案秤单标尺游铊增铊并用单标尺游铊增铊并用案秤，其工作原理如图所示。案秤，其工作原理如图所示。罗伯威尔机构罗伯威尔机构 2 2电子计价秤电子计价秤 电子计价秤的量程一般在电子计价秤的量程一般在3 31515公斤，并带有计价功能。公斤，并带有计价功能。在电子计价秤上采用了以在电子计价秤上采用了以铝合金为弹性体材料铝合金为弹性体材料的双复梁式结的双复梁式结构的称重传感器。这种型式的称重传感器精度高（非线性误差构的称重传感器。

4、这种型式的称重传感器精度高（非线性误差0.02%FS0.02%FS，重复性误差，重复性误差0.01%FS0.01%FS），并可通过），并可通过挫磨挫磨修正修正四角误差四角误差，因而可以简化电子计价秤的结构。因而可以简化电子计价秤的结构。与机械式案秤相比，电子计价秤具有以下优点：与机械式案秤相比，电子计价秤具有以下优点：（1 1）称量速度快；）称量速度快；（2 2）称重精度高；）称重精度高；（3 3）读数准确；）读数准确；（4 4）能自动计算金额；）能自动计算金额；（5 5）有许多附加功能（如累计、刨皮等）。）有许多附加功能（如累计、刨皮等）。三、台秤三、台秤 台秤是一种使用较广泛的衡器，其台秤

5、是一种使用较广泛的衡器，其承载器承载器呈呈平台平台状。状。1 1机械式台秤机械式台秤 传统的台秤是机械式台秤，其结构为空间杠杆机构，其工传统的台秤是机械式台秤，其结构为空间杠杆机构，其工作原理可简化为如下图所示。作原理可简化为如下图所示。2 2机电结合式汽车衡机电结合式汽车衡 机械式台秤称重速度慢，读数不准确，因此有些厂家将其进机械式台秤称重速度慢，读数不准确，因此有些厂家将其进行改造，成为机电结合的汽车衡。行改造，成为机电结合的汽车衡。3 3电子汽车衡电子汽车衡 电子汽车衡是一种典型的电子化台秤，其机械结构和电子电电子汽车衡是一种典型的电子化台秤，其机械结构和电子电路具有代表性。路具有代表性

6、。最简单的电子汽车衡的结构最简单的电子汽车衡的结构原理如下图所示。原理如下图所示。目前，电子汽车衡大多采用目前，电子汽车衡大多采用无基坑型式。在称重量较大或秤无基坑型式。在称重量较大或秤台较长的情况下，秤台台较长的情况下，秤台高度高度较高。较高。为了降低秤台高度（这是电子汽车衡的技术关键之一）为了降低秤台高度（这是电子汽车衡的技术关键之一），电子汽车衡生产厂家采取了一些措施。有的电子汽车衡采用了电子汽车衡生产厂家采取了一些措施。有的电子汽车衡采用了以下结构。以下结构。由于电子汽车衡的结构属于由于电子汽车衡的结构属于梁式结构梁式结构4maxPlMWM有些电子汽车衡采取了有些电子汽车衡采取了增加支

7、点增加支点的方案的方案为了避免直接增加支点造成的秤台上翘，可以采用为了避免直接增加支点造成的秤台上翘，可以采用柔性铰柔性铰结构。结构。有些电子汽车衡采用有些电子汽车衡采用分段梁分段梁结构结构为了减少传感器的为了减少传感器的数量数量，有的汽车衡采用了以下结构，有的汽车衡采用了以下结构 四、电子皮带秤四、电子皮带秤 电子皮带秤用来电子皮带秤用来称量称量皮带机上输送物料的皮带机上输送物料的重量重量。1 1称重原理称重原理 设皮带上输送的物料是设皮带上输送的物料是均匀分布均匀分布的，皮带运行的的，皮带运行的速度速度是是恒定恒定的，在某一的，在某一时间间隔时间间隔 t 内，皮带输送的内，皮带输送的物料的

8、重量物料的重量 W 为为 W=q v t 式中式中 q皮带上单位长度的物料重量，皮带上单位长度的物料重量，kg/m;v皮带的运行速度，皮带的运行速度，m/s。在生产实际中，皮带上输送的物料在生产实际中，皮带上输送的物料不是均匀分布不是均匀分布的，而且皮的，而且皮带的带的运行速度运行速度也有一定也有一定变化变化，即，即)(tqq 和和)(tvv 因此皮带输送物料的重量因此皮带输送物料的重量W应该考虑这一应该考虑这一动态变化动态变化情况。情况。当时间间隔为当时间间隔为 dt 时，由于时，由于 dt 时间间隔非常短，在时间间隔非常短，在 dt 时间内时间内皮带输送的物料重量为皮带输送的物料重量为dt

9、tvtqdW)()(在时间间隔在时间间隔 t 内，皮带输送物料的重量为内，皮带输送物料的重量为tdttvtqW0)()(在工程实际应用中，一般用在工程实际应用中，一般用求和求和来代替来代替积分积分计算计算ttvtqW)()(由上式可看出，要称出皮带上输送物料的重量需要准确测量由上式可看出，要称出皮带上输送物料的重量需要准确测量皮带上皮带上单位长度的物料重量单位长度的物料重量和皮带的和皮带的运行速度运行速度。（1 1）q(t)q(t)的测量方法的测量方法 在皮带机上卸去几个相邻的托辊（在皮带机上卸去几个相邻的托辊（1 16 6个托辊），装上一个个托辊），装上一个称重的称重的皮带秤架皮带秤架，秤架

10、上安装与卸去托辊数量相同的托辊。用称，秤架上安装与卸去托辊数量相同的托辊。用称重传感器可测出重传感器可测出秤架段秤架段皮带上的皮带上的物料重量物料重量Q(t)Q(t)。再考虑秤架段皮。再考虑秤架段皮带的长度带的长度L L，就可得到皮带上单位长度物料的，就可得到皮带上单位长度物料的平均重量平均重量：LtQtqtq)()()(（2 2）v(t)v(t)的测量的测量 一般在皮带机的一般在皮带机的返程皮带返程皮带处安装一个处安装一个测速辊测速辊，返程皮带通过，返程皮带通过摩擦力带动测速辊转动。测速辊带动一个测速发电机或光电编码摩擦力带动测速辊转动。测速辊带动一个测速发电机或光电编码器发出与皮带速度相应

11、的电压信号或脉冲信号。器发出与皮带速度相应的电压信号或脉冲信号。LtQtqtq)()()(电子皮带秤称重模型中用电子皮带秤称重模型中用平均单位长度平均单位长度物料重量物料重量代替代替瞬时单瞬时单位长度物料重量位长度物料重量是否合理，是电子皮带秤称重是否精确的关键。是否合理，是电子皮带秤称重是否精确的关键。niittvtqLttvtqW1)()(1)()(3 3秤架的结构秤架的结构 秤架的结构形式主要有：秤架的结构形式主要有：（1 1）单杠杆式）单杠杆式 （2 2）双杠杆式）双杠杆式 （3 3）全悬浮式）全悬浮式 五、小结五、小结 1.1.当机电一体化产品采用单片机进行信息处理后，其当机电一体化产品采用单片机进行信息处理后，其功能功能的的开发开发具有很大具有很大潜力潜力；2.2.在解决一些工程问题时，经常从物理模型和数学模型入手，在解决一些工程问题时，经常从物理模型和数学模型入手，结合工程上的特点进行结合工程上的特点进行适当的数学处理，适当的数学处理，并选择并选择实用的检测手段实用的检测手段。