專利名稱:電容式電子吊秤及溫度補償?shù)闹谱鞣椒?br>本發(fā)明涉及一種用于起重機稱重的電子吊秤。
在物質(zhì)的儲運過程中，物質(zhì)稱重是個重要環(huán)節(jié)，目前普遍采用的是機械鋼材秤和地中衡稱量，也有采用電阻應變式電子吊秤。機械鋼材秤和地中衡稱量，作業(yè)效率低，精度不高，而電子應變式電子吊秤由于引起稱重誤差的環(huán)節(jié)太多，不容易達到很高的精度。
所有電子吊秤由傳感器和信號處理兩部分構(gòu)成，傳感器要把力(即重量)信號轉(zhuǎn)變成電信號，再由信號處理部分處理，最終顯示出貨物重量來。本發(fā)明是一種力傳感器為電容式的電子吊秤。它的傳感器(圖1、圖2)中裝有一個扁圓形彈性元件〔4〕，在扁圓形彈性元件中間裝配有兩塊電容極板〔22〕、〔23〕，極板〔22〕與彈性元件〔4〕絕緣(圖3)。扁圓形彈性元件〔4〕可由鈹青銅，也可用高強度合金鋼制成。電容極板〔22〕、〔23〕可由鋼，也可用鍍銀有機玻璃制成。扁圓形彈性元件〔4〕上下各有螺紋與上、下吊耳〔3〕、〔10〕相連，然后通過裝有象滾針軸承〔2〕這樣軸承的鉸鏈和十字接頭與吊環(huán)〔1〕、吊鉤〔16〕聯(lián)結(jié)，以消除彎矩的影響。吊環(huán)〔1〕是一個圓環(huán)，可以掛吊在任意吊車的吊鉤上。當?shù)蹉^〔16〕掛有貨物時，貨物重力作用于扁圓形彈性元件〔4〕上，使之產(chǎn)生變形，也即使電容極板〔22〕、〔23〕之間間隙發(fā)生變化而改變其電容容量。外殼〔5〕承剪片〔11〕組成一個密封的空間將彈性元件〔4〕和形成傳感電容的兩極板〔22〕、〔23〕密封，同時承受側(cè)向力。在這個密封空間內(nèi)，傳感電容C和電感L及其它電子元件組成LC振蕩器，其頻率約2～2.5兆赫芝。由于傳感電容C隨貨物重量而發(fā)生變化，因而振蕩頻率也隨貨物重量變化，變化的振蕩頻率經(jīng)過緩沖放大級由高頻電插座〔9〕傳輸?shù)叫盘柼幚聿糠?可裝在司機室內(nèi)，也可裝在地面)，同標準頻率進行比較，算出重量再顯示出來。電子吊秤中電感、電容以及彈性元件〔4〕的彈性模量都是溫度的函數(shù)，為了消除溫度變化的影響，需要進行溫度補償。與傳感電容并聯(lián)的瓷介電容對電子線路的分布電容及電感器L的溫度系數(shù)進行補償，其瓷介電容的大小及溫度系數(shù)取決于實際的分布電容和實際電感器L的溫度系數(shù)，需實際調(diào)試中決定。對彈性元件〔4〕的彈性模量的溫度變化的補償是改變傳感電容極板〔22〕〔23〕組成傳感電容器的有效面積。其原理如下C = CO+εOε Fδ= CO+εOε FδO+ K ·PE]]>＝C0+ε0εF(1+α)/〔δ0(1+α)+KP/E(1+α)〕式中C為電子吊秤傳感器總電容值，ε0真空介電常數(shù)，ε空氣介電系數(shù)，C0分布電容值，F(xiàn)電容極板有效面積，δ極板間隙δ＝δ0+ (K P)/(EO) δ0初始間隙，K是與彈性元結(jié)構(gòu)有關常數(shù)，E彈性元件的彈性模量。P為物資重量。從式中可以看出，有效電容極板面積和初始間隙變化α可以補償彈性模量變化α，使總電容值不變。對彈性模量的溫度變化我們采用兩種辦法。(1)如圖3所示左右兩邊各有一個雙金屬簧片〔24〕與電容極板〔23〕相連，雙金屬簧片〔24〕隨溫度發(fā)生小的變形，使極板〔23〕產(chǎn)生與溫度成線性關系變化的橫向位移，因而改變兩極板〔22〕〔23〕的重合面積，補償了彈性元件〔4〕的彈性模量的溫度變化。(2)使電容極板〔22〕、〔23〕面積不等，其中面積較小的一塊用線脹系數(shù)大的材料制成，用材料的熱膨脹來改變兩極板〔22〕、〔23〕的有效重合面積，達到補償?shù)哪康?。如較小面積極板用鍍銀有機玻璃制成，另一塊用鋼制成，改變鍍銀層厚度可改變補償量的大小。補償后的電子吊秤精度很高，達0.1%。
電容式電子吊秤精度高，使用方便，省力省工，不受場地的限制，攜帶也很方便，能直讀出貨物的重量，還可連接打印機將重量打印出來，這種電容式電子吊秤在物資稱重上可發(fā)揮巨大的效能。
權(quán)利要求
1.一種用于起重機由測重傳感器和信號處理部分構(gòu)成的電子吊秤，其特點在于它的測重傳感器為電容式傳感器。
2.一種如權(quán)利要求
1所說的吊秤，其特點在于它的電容式傳感器中形成傳感電容的上、下兩電容極板〔22〕、〔23〕裝配在一扁圓形彈性元件〔4〕上，其中極板〔22〕與彈性元件〔4〕絕緣，貨物重量作用于扁圓形彈性元件〔4〕上，使之產(chǎn)生變形，即改變了裝配在扁圓形彈性元件〔4〕上兩電容極板〔22〕、〔23〕間隔而改變傳感電容的容量。
3.一種如權(quán)利要求
2所說的吊秤，其特點在于其扁圓形彈性元件〔4〕兩端分別裝有裝有滾針軸承〔2〕的鉸鏈和十字接頭與吊環(huán)〔1〕吊鉤〔16〕聯(lián)結(jié)。
4.一種如權(quán)利要求
1所說的電子吊秤，其特點在于用外殼〔5〕、承剪膜片〔11〕組成封閉空間將扁圓形彈性元件〔4〕和電容極板〔22〕、〔23〕密封，且承受側(cè)向力。
5.一種如權(quán)利要求
1、2所述的電子吊秤，其特點在于扁圓形彈性元件〔4〕的材料可為鈹青銅，也可為高強度合金鋼。
6.一種如權(quán)利要求
1、2所述的電子吊秤，其特點在于電容極板〔22〕、〔23〕材料可為鋼，也可為鍍銀的有機玻璃板。
7.一種如權(quán)利要求
1、2所述的電子吊秤，其特點在于其電容式傳感器的溫度補償是用瓷介電容對電子線路分布電容及電感器的溫度系數(shù)進行補償，用改變電容極板〔22〕、〔23〕組成傳感電容器的有效面積對扁圓形彈性元件〔4〕彈性模量的溫度變化進行補償。
8.一種如權(quán)利要求
7所述的電子吊秤，其特點在于對分布電容及電感器的溫度系數(shù)補償?shù)拇山殡娙菖c兩電容極板〔22〕、〔23〕形成的傳感電容并聯(lián)。
9.一種如權(quán)利要求
7所述的吊秤，其特點在于它采用雙金屬片〔24〕與電容極板〔23〕相連。
10.一種如權(quán)利要求
7所述的電子吊秤，其特點在于其傳感器中電容極板〔22〕、〔23〕面積不相等，面積小的極用線脹系數(shù)大的材料制成。
專利摘要
本發(fā)明是一種安裝在起重機上的電容式電子吊秤。其原理是貨物重量通過彈性元件使傳感電容容量發(fā)生變化，然后經(jīng)過信號處理，顯示出貨物的實際重量來，為防止各種元器件的溫度變化，影響測量精度，加了適當?shù)臏囟妊a償。此種電容式電子吊秤精度高，達0.1％，省力省工，使用方便，不受場地、時間限制，是一種理想的貨物稱重儀器。
文檔編號B66C1/22GK85106575SQ85106575
公開日1986年3月10日 申請日期1985年8月30日
發(fā)明者徐平均 申請人:國家物資局鄭州儲運公司二里崗倉庫導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan