随着技术的进步

,

由称重传感器制作的电子衡器已广泛地应用到各行各业

,

实现了对物料的快

速、准确的称量，特别是随着微处理机的出现，工业生产过程自动化程度化的不断提高，称

重传感器已成为过程控制中的一种必需的装置，

从以前不能称重的大型罐、

料斗等重量计测

以及吊车秤、

汽车秤等计测控制，

到混合分配多种原料的配料系统、

生产工艺中的自动检测

和粉粒体进料量控制等，

都应用了称重传感器，

目前，

称重传感器几乎运用到了所有的称重

领域。

1

．高速定量分装系统

本系统由微机控制称重传感器的称重和比较，并输出控制信号，执行定值称量，控制外部

给料系统的运转，实行自动称量和快速分装的任务。

系统采用

MCS-51

单片机和

V/F

电压频率变换器等电子器件，其硬件电路框图如图

1

所示，

用

8031

作为中央处理器，

BCD

拔码盘作为定值设定输入器，物料装在料斗里，其重量使传

感器弹性体发生变形，

输出与重量成正比的电信号，

传感器输出信号经放大器放大后，

输入

V/F

转换器进行

A/D

转换，

转换成的频率信号直接送入

8031

微处理器中，

其数字量由微机进

行处理。

微机一方面把物重的瞬时数字量送入显示电路，

显示出瞬时物重，

另一方面则进行

称重比较，开启和关闭加料口、放料于箱中等一系列的称重定值控制。

图

1 

原理框图

在整个定值分装控制系统中，称重传感器是影响电子秤测量精度的关键部件，选用

GYL-3

应变式称重测力传感器。四片电阻应变片构成全桥桥路，在所加桥压

U

不变的情况下，传

感器输出信号与作用在传感器上的重力和供桥桥压成正比，而且，供桥桥压

U

的变化直接

影响电子称的测量精度，

所以要求桥压很稳定。

毫伏级的传感器输出经放大后，

变成了

0-10V

的电压信号输出，

送入

V/F

变换器进行

A/D

转换，

其输出端输出的频率信号加到单片机

8031

定时器

1

的计数、输入端

T1

上。在微机内部由定时器

0

作计数定时，定时器

0

的定时时间由要

求的

A/D

转换分辩率设定。

定时器

1

的计数值反映了测量电压大小即物料的重量。

在显示的同时，

计算机还根据设定值

与测量值进行定值判断。测量值与给定值进行比较，取差值提供

PID

运算，当重量不足，

则继续送料和显示测量值。

一旦重量相等或大于给定值，

控制接口输出控制信号，

控制外部

给料设备停止送料，

显示测量终值，

然后发出回答令，表示该袋装料结束，

可进行下袋的装

料称重。

图

2

所示为自动称重和装料装置。

每个装料的箱子或袋子沿传送带运动，

直到装有料的电子

称下面，传送带停止运动，电磁线圈

2

通电，电子称料斗翻转，

使料全部倒入箱子或袋子中，

当料倒完，

传送带马达再次通电，将装满料的箱子或袋子移出，并保护传送带继续运行，直

到下一次空袋或空箱切断光电传感器的光源，

与此同时，

电子称料箱复位，

电磁线圈

1

通电，

漏斗给电子秤自动加料，重量由微机控制，当电子秤中的料与给定值相等时，电磁线圈

1

断

电，

弹簧力使漏斗门关上。

装料系统开始下一个装料的循环。

当漏斗中的料和传送带上的箱

子足够多时，这个过程可以持续不断地进行下去。必要时，＊作人员可以随时停止传送带，

通过拔码盘输入不同的给定值，然后再启动，即可改变箱或袋中的重量。

给料设备停止送料，

显示测量终值，

然后发出回答令，表示该袋装料结束，

可进行下袋的装

料称重。

图

2

所示为自动称重和装料装置。

每个装料的箱子或袋子沿传送带运动，

直到装有料的电子

称下面，传送带停止运动，电磁线圈

2

通电，电子称料斗翻转，

使料全部倒入箱子或袋子中，

当料倒完，

传送带马达再次通电，将装满料的箱子或袋子移出，并保护传送带继续运行，直

到下一次空袋或空箱切断光电传感器的光源，

与此同时，

电子称料箱复位，

电磁线圈

1

通电，

漏斗给电子秤自动加料，重量由微机控制，当电子秤中的料与给定值相等时，电磁线圈

1

断

电，

弹簧力使漏斗门关上。

装料系统开始下一个装料的循环。

当漏斗中的料和传送带上的箱

子足够多时，这个过程可以持续不断地进行下去。必要时，＊作人员可以随时停止传送带，

通过拔码盘输入不同的给定值，然后再启动，即可改变箱或袋中的重量。

自动称重和装料装置

系统选用不同的传感器，改变称重范围，则可以用到水泥、食糖、面粉加工等行业的自

动包装中。

2．传感器在商用电子秤中的应用

目前，商用电子计价秤的使用非常普及，逐渐会取代传统的杆称和机械案秤。电子计价秤

在秤台结构上有一个显著的特点：

一个相当大的秤台，

只在中间装置一个专门设计的传感器

来承担物料的全部重

图3 

计价秤内部结构示意图

所示。常用的电子计价秤传感器的结构如图

4a）为双连椭圆孔

弹性体，秤盘用悬臂梁端部上平面的两个螺孔紧固；图4（b）为梅花型四连孔弹性体，秤盘

用悬臂梁端部侧面的三个螺孔坚固，中间支杆上粘贴补偿用的应变片。这两种形式的传感器，

在计价秤中用得zui多。图4（c）为三梁式弯曲弹性体，采样弯曲应力，对重量反应敏感，宜

用来制作小称量计价秤。图4（d）为三梁式剪切弹性体，采样中间敏感梁的剪切应力，宜用

来制作几百公斤称量范围计价秤。

图4 计价秤用弹性体结构

用这些复梁型高精度传感器来支承一个大的称重平台，被称重物又可能放置在任何称台的

任意位置上，必然会产生四角示值误差，对图4（a），（b）两种结构形式的传感器，可通过

锉磨的形式进行角差修正。