專利名稱：一種對(duì)應(yīng)變式稱重傳感器進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)姆椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)衡器的溫度補(bǔ)償，特別是涉及一種對(duì)電子衡器進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ā?br> 背景技術(shù)：
眾所周知，將粘貼在彈性元件應(yīng)變區(qū)上的電阻應(yīng)變計(jì)，按相對(duì)臂應(yīng)變方向相同、相鄰臂應(yīng)變方向相反的原則，組成惠斯頓電橋電路，即稱重傳感器的初始電路，就組成了一只可以使用的稱重傳感器。這種傳感器雖然可以使用，但由于內(nèi)在的各種影響因素和外部環(huán)境條件的影響，其輸出特性將會(huì)較大地偏離理想的輸出特性，主要性能指標(biāo)均較差，達(dá)不到高準(zhǔn)確度稱重傳感器的技術(shù)要求。為了提高稱重傳感器的綜合性能指標(biāo)，就必須采取各種補(bǔ)償措施，其中和溫度有關(guān)的兩項(xiàng)補(bǔ)償是零點(diǎn)輸出補(bǔ)償、彈性模量補(bǔ)償。常規(guī)的補(bǔ)償方法是采用電路補(bǔ)償，即找出電橋電路中電阻溫度系數(shù)小的橋臂，在其上串入一個(gè)電阻溫度系數(shù)較大的零點(diǎn)溫度補(bǔ)償電阻，進(jìn)行零點(diǎn)溫度補(bǔ)償在電橋的供橋回路中，串接一個(gè)隨溫度變化而變化的彈性模量補(bǔ)償電阻，進(jìn)行彈性模量補(bǔ)償。此種補(bǔ)償方法只能對(duì)單只傳感器進(jìn)行補(bǔ)償，并且經(jīng)驗(yàn)性很強(qiáng)，只有經(jīng)過多次反復(fù)調(diào)整，才能基本滿足晝夜溫差較小的地區(qū)使用。在實(shí)際應(yīng)用中，由于各個(gè)季節(jié)環(huán)境溫度不同，大量采用應(yīng)變式傳感器的電子衡器超差嚴(yán)重，必須進(jìn)行重新標(biāo)定才能適應(yīng)氣候的變化。對(duì)于晝夜溫差變化較大的地區(qū)，采用應(yīng)變式稱重傳感器的電子衡器在戶外幾乎無法使用。采用電路補(bǔ)償效果不佳的關(guān)鍵問題是不可能找到一種材料或幾種材料，它能在整個(gè)溫度變化范圍內(nèi)能夠完全抵消由于溫度變化對(duì)衡器造成的稱量誤差。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述問題，本發(fā)明提供一種對(duì)應(yīng)變式稱重傳感器進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)姆椒?，采用這種方法不需改變供橋回路即可對(duì)應(yīng)變式傳感器準(zhǔn)確進(jìn)行溫度補(bǔ)償。
為此，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種對(duì)應(yīng)變式稱重傳感器進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)姆椒?，在稱重傳感器內(nèi)部或靠近稱重傳感器的地方安裝一只溫度傳感器，并進(jìn)行零點(diǎn)溫度—零點(diǎn)輸出、溫度—彈性模量標(biāo)定，由稱重顯示器生成零點(diǎn)溫度—零點(diǎn)輸出曲線和溫度—彈性模量變化曲線，工作時(shí)秤體部分在將重量信號(hào)傳給稱重顯示器的同時(shí)，也將溫度信號(hào)傳給稱重顯示器，稱重顯示器首先根據(jù)零點(diǎn)溫度—零點(diǎn)輸出曲線進(jìn)行零點(diǎn)溫度補(bǔ)償，即當(dāng)前重量信號(hào)值減當(dāng)前溫度對(duì)應(yīng)的零點(diǎn)溫度輸出值，得出新的重量信號(hào)值，然后再根據(jù)溫度—彈性模量變化曲線進(jìn)行彈性模量補(bǔ)償，即新的重量信號(hào)值乘以當(dāng)前溫度對(duì)應(yīng)的彈性模量補(bǔ)償系數(shù)獲得實(shí)際重量信號(hào)值，最后稱重顯示器根據(jù)重量基準(zhǔn)標(biāo)定值將實(shí)際重量信號(hào)換算成真實(shí)重量。
采用本發(fā)明提供的補(bǔ)償方法有以下優(yōu)點(diǎn)(1)用常規(guī)方法進(jìn)行零點(diǎn)溫度補(bǔ)償需進(jìn)行多次反復(fù)升、降溫才能補(bǔ)償?shù)捷^好值，而用本方法二次升降溫過程就能補(bǔ)償?shù)南喈?dāng)準(zhǔn)確；(2)常規(guī)方法零點(diǎn)溫度補(bǔ)償只在三個(gè)點(diǎn)上進(jìn)行補(bǔ)償，而用本方法則可以多點(diǎn)補(bǔ)償，再加上多次插值，幾乎是在所有點(diǎn)上進(jìn)行補(bǔ)償；(3)常規(guī)方法需對(duì)平衡電路進(jìn)行多次焊接，降低了元器件的可靠性，而用本方法則一次焊接即可；(4)對(duì)于出廠檢驗(yàn)零點(diǎn)溫度輸出或彈性模量補(bǔ)償不合格的傳感器，常規(guī)方法是拆開傳感器重新進(jìn)行貼片、補(bǔ)償，而采用本方法重新測(cè)試即可；(5)用鎳片對(duì)傳感器進(jìn)行彈性模量補(bǔ)償時(shí)，由于鎳片的非線性，破壞了傳感器固有的線性。本方法則不存在此問題；(6)采用本方法進(jìn)行零點(diǎn)溫度和彈性模量補(bǔ)償?shù)碾娮雍馄?，能夠適應(yīng)晝夜溫差較大的工作，如我國(guó)的東北，西北等地。另外，由于所有的標(biāo)定工作由稱重顯示器進(jìn)行，所以采用微機(jī)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行大批量生產(chǎn)將是降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量的最佳選擇。這種補(bǔ)償方法不僅解決了溫度對(duì)稱重傳感器的影響，同時(shí)也解決了溫度對(duì)衡器其它部件的影響。通過本方法標(biāo)定出來的電子衡器能夠在寬溫下達(dá)到OIML 級(jí)要求。
具體實(shí)施例方式
在稱重傳感器內(nèi)部或靠近稱重傳感器的地方安裝一只溫度傳感器，并進(jìn)行零點(diǎn)溫度—零點(diǎn)輸出、溫度—彈性模量標(biāo)定，由稱重顯示器生成零點(diǎn)溫度—零點(diǎn)輸出曲線和溫度—彈性模量變化曲線，工作時(shí)秤體部分在將重量信號(hào)傳給稱重顯示器的同時(shí)，也將溫度信號(hào)傳給稱重顯示器，稱重顯示器首先根據(jù)零點(diǎn)溫度—零點(diǎn)輸出曲線進(jìn)行零點(diǎn)溫度補(bǔ)償，即當(dāng)前重量信號(hào)值減當(dāng)前溫度對(duì)應(yīng)的零點(diǎn)溫度輸出值，得出新的重量信號(hào)值，然后再根據(jù)溫度—彈性模量變化曲線進(jìn)行彈性模量補(bǔ)償，即新的重量信號(hào)值乘以當(dāng)前溫度對(duì)應(yīng)的彈性模量補(bǔ)償系數(shù)獲得實(shí)際重量信號(hào)值，最后稱重顯示器根據(jù)重量基準(zhǔn)標(biāo)定值將實(shí)際重量信號(hào)換算成真實(shí)重量。
上述零點(diǎn)溫度—零點(diǎn)輸出、溫度—彈性模量的標(biāo)定方法為1、將未進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)渌笜?biāo)均符合要求的稱重傳感器安裝在秤體內(nèi)，同時(shí)安裝一只溫度傳感器。
2、準(zhǔn)備一塊與秤體配備出售的稱重顯示器。
3、將秤體放在恒溫箱內(nèi)，在-20℃、-10℃、0℃、10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃對(duì)秤體進(jìn)行零點(diǎn)溫度輸出標(biāo)定，稱重顯示器由此九點(diǎn)溫度值和重量信號(hào)輸出值并根據(jù)二次插值法或其他數(shù)字處理方法自動(dòng)生成一條零點(diǎn)溫度—零點(diǎn)輸出曲線。當(dāng)進(jìn)行零點(diǎn)溫度標(biāo)定后，稱重顯示器空載顯示不再受環(huán)境溫度影響。
4、分別測(cè)出秤體在-20℃、20℃、40℃、60℃四個(gè)溫度點(diǎn)上傳感器的滿載輸出，將-20℃、40℃、60℃三個(gè)溫度點(diǎn)的輸出值分別除20℃溫度點(diǎn)的輸出值得出三個(gè)系數(shù)加上20℃溫度點(diǎn)的系數(shù)1，共四個(gè)補(bǔ)償系數(shù)，稱重顯示器由此四個(gè)補(bǔ)償系數(shù)并根據(jù)二次插值法或其他數(shù)字處理方法生成溫度—彈性模量變化曲線。當(dāng)進(jìn)行彈性模量標(biāo)定后，稱重顯示器滿載顯示不再受環(huán)境溫度影響。
5、在常溫下對(duì)該衡器進(jìn)行稱重標(biāo)定，并將標(biāo)定值換算到20℃，將此標(biāo)定值作為基準(zhǔn)標(biāo)定值，即相當(dāng)于在常溫20℃對(duì)該衡器進(jìn)標(biāo)定(和彈性模量補(bǔ)償基準(zhǔn)20℃一致)。
上述溫度點(diǎn)的選定和溫度范圍的選定和補(bǔ)償方法無關(guān)，溫度點(diǎn)和溫度范圍的選定只和該電子衡器的使用溫度范圍和補(bǔ)償精度有關(guān)，使用溫度范圍越寬，補(bǔ)償精度越高，則選取的溫度點(diǎn)數(shù)量也就越多。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)應(yīng)變式稱重傳感器進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)姆椒?，其特征在于，在稱重傳感器內(nèi)部或靠近稱重傳感器的地方安裝一只溫度傳感器，并進(jìn)行零點(diǎn)溫度—零點(diǎn)輸出、溫度—彈性模量標(biāo)定，由稱重顯示器生成零點(diǎn)溫度—零點(diǎn)輸出曲線和溫度—彈性模量變化曲線，工作時(shí)秤體部分在將重量信號(hào)傳給稱重顯示器的同時(shí)，也將溫度信號(hào)傳給稱重顯示器，稱重顯示器首先根據(jù)零點(diǎn)溫度—零點(diǎn)輸出曲線進(jìn)行零點(diǎn)溫度補(bǔ)償，即當(dāng)前重量信號(hào)值減當(dāng)前溫度對(duì)應(yīng)的零點(diǎn)溫度輸出值，得出新的重量信號(hào)值，然后再根據(jù)溫度—彈性模量變化曲線進(jìn)行彈性模量補(bǔ)償，即新的重量信號(hào)值乘以當(dāng)前溫度對(duì)應(yīng)的彈性模量補(bǔ)償系數(shù)獲得實(shí)際重量信號(hào)值，最后稱重顯示器根據(jù)重量基準(zhǔn)標(biāo)定值將實(shí)際重量信號(hào)換算成真實(shí)重量。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述零點(diǎn)溫度—零點(diǎn)輸出的標(biāo)定方法為將未進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)渌笜?biāo)均符合要求的稱重傳感器安裝在秤體內(nèi)，同時(shí)安裝—只溫度傳感器；準(zhǔn)備一塊與秤體配備出售的稱重顯示器，將秤體放在恒溫箱內(nèi)，在-20℃、-10℃、0℃、10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃溫度下對(duì)秤體進(jìn)行零點(diǎn)溫度輸出標(biāo)定，稱重顯示器由此九點(diǎn)溫度值和重量信號(hào)輸出值自動(dòng)生成一條零點(diǎn)溫度—零點(diǎn)輸出曲線。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，溫度—彈性模量的標(biāo)定方法為分別測(cè)出秤體在-20℃、20℃、40℃、60℃四個(gè)溫度點(diǎn)上傳感器的滿載輸出，將-20℃、40℃、60℃三個(gè)溫度點(diǎn)的輸出值分別除20℃溫度點(diǎn)的輸出值得出三個(gè)系數(shù)，連同20℃溫度點(diǎn)的系數(shù)1，共四個(gè)補(bǔ)償系數(shù)，稱重顯示器由此四個(gè)補(bǔ)償系數(shù)生成溫度—彈性模量變化曲線。
4.如權(quán)利要求1所述的的方法，其特征在于，在常溫下對(duì)衡器進(jìn)行稱重標(biāo)定，并將標(biāo)定值換算到20℃，將此標(biāo)定值作為重量基準(zhǔn)標(biāo)定值。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種對(duì)應(yīng)變式稱重傳感器進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)姆椒?，在稱重傳感器內(nèi)部或靠近稱重傳感器的地方安裝一只溫度傳感器，并進(jìn)行零點(diǎn)溫度—零點(diǎn)輸出、溫度—彈性模量標(biāo)定，由稱重顯示器生成零點(diǎn)溫度—零點(diǎn)輸出曲線和溫度—彈性模量變化曲線，工作時(shí)秤稱重顯示器首先根據(jù)零點(diǎn)溫度—零點(diǎn)輸出曲線進(jìn)行零點(diǎn)溫度補(bǔ)償，然后再根據(jù)溫度—彈性模量變化曲線進(jìn)行彈性模量補(bǔ)償，最后稱重顯示器根據(jù)重量基準(zhǔn)標(biāo)定值將實(shí)際重量信號(hào)換算成真實(shí)重量。本發(fā)明不僅解決了溫度對(duì)稱重傳感器的影響，同時(shí)也解決了溫度對(duì)衡器其它部件的影響。
文檔編號(hào)G01G3/00GK1399122SQ0111517
公開日2003年2月26日 申請(qǐng)日期2001年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月25日
發(fā)明者陳術(shù)星 申請(qǐng)人:鄭州恒科實(shí)業(yè)有限公司