我們萬能地磅作弊器廠家發現，現代化的稱重系統是工業上不可缺少的重要檢測技術, 稱重系統最核心的部分就是稱重傳感器, 我國稱重傳感器每年的生產量和使用量都在飛速的增長。做為電子稱重的關鍵技術, 隨著科學技術的不斷進步, 稱重傳感器在眾多領域起到了非常重要的作用, 它能夠實現對物料的精準和快速測量, 特別是與單片機等先進的處理技術相結合后, 顯著提升了工業生產過程的自動化程度。稱重傳感器作為現代化自動生產線中必不可少的裝置之一, 還能夠應用于汽車、料斗等重量較大的設備或物料的稱重使用。隨著技術的研究與進步, 稱重傳感器在科技含量和精確度上都進行了多處升級, 稱重傳感器所能適應的工作場合也越來越全面。
1 稱重傳感器基本原理
隨著傳感器技術與其它高新技術的有效結合, 傳感器的相關研究與品質得到了迅猛發展, 其種類和功能也越來越豐富, 現階段工業上應用的傳感器包括了電阻式稱重傳感器、電容式稱重傳感器、振動式稱重傳感器、液壓式稱重傳感器等多種類型, 其具體結構及特點如下:
(1) 電阻式稱重傳感器主要包括了彈性敏感元件和電阻應變計兩大部分。彈性敏感元件主要用于將物體的重量轉變為彈性形變的應變值, 再通過電阻應變計將彈性形變產生的應變值轉化為電阻值的變化, 然后將轉化后的電阻值通過模數轉換裝置轉變為標準電信號, 傳遞給稱重儀表進行顯示或由相關存儲處理單元進行存儲和處理使用。
(2) 電容式稱重傳感器的結構和特點與電阻式稱重傳感器的結構和原理比較相似, 它是通過一個彈性敏感元件和電容式傳感器共同組成的稱重結構。當彈性敏感元件產生形變并測量后會因彈性形變而引起電容值的變化, 再經模數轉換將稱重值傳遞給稱重儀表或其它裝置。相對于電阻式傳感器電容傳感器對物料的稱重更加迅速, 但是其使用壽命不如電阻式傳感器持久。
(3) 振動式稱重傳感器是當稱重傳感器受到壓力的作用時, 其內部的彈性元件會產生固有的振動頻率, 這種固有頻率與物體重力的平方根成正比關系, 通過測出彈性元件固有頻率產生的變化就能夠計算出被測物料施加在彈性元件上的重力值, 從而計算出被測物料的重量。振動式稱重傳感器根據彈性元件的結構不同可分為振弦式稱重傳感器和音叉式稱重傳感器兩種類型。振動式稱重傳感器的主要彈性元件是左右兩根弦絲, 當振動式稱重物體壓力作用于傳感器上時, 兩根弦絲的固有頻率會發生不同程度的變化, 通過計算兩者之間的頻率之差就可以求出被測物體的實際質量。音叉式稱重傳感器是以音叉做為產生固有頻率振動的彈性元件, 通過測量頻率的增幅能夠計算出被測物料的實際重量。
(4) 液壓式稱重傳感器主要是利用物料作用于傳感器上方時會對傳感器內部的液體產生壓力作用, 液體受壓力后內部的壓力產生變化, 通過測量液體壓力的增加值能夠確定被測物料的實際重量。液壓式稱重傳感器通常的工作方式有兩種:一是壓力厚膜技術, 二是半導體電陰應變技術。這兩種方式都是通過不泄漏的液體壓力變化實現的傳動, 但相對于其它稱重傳感器而言其測量精確度較低, 測量精度僅能達到1%。
除上述介紹的稱重傳感器之外, 常用的稱重傳感器還包括光電式稱重傳感器、電磁力式稱重傳感器、陀螺儀式稱重傳感器等多種類型, 不同的傳感器測量精度和適用范圍存在一定的差異, 但都是通過一定的壓力轉換為其它中間形式的介質參數的變化, 再傳化為標準電信號進行傳遞的過程。由于電阻式壓力傳感器在工業上應用最為廣泛, 下文以電阻式壓力傳感器為例介紹非線性誤差補償的常用方法[1]。
2 非線性誤差的補償方法
2.1 稱重傳感器的非線性誤差影響關系
電阻式稱重傳感器是通過4個電阻應變片粘貼于彈性敏感元件上, 再利用適當的形式組成惠斯登電橋如圖1所示。在稱重傳感器不負載時, 彈性敏感元件因不受外力作用不會產生應變, 此時粘貼在彈性敏感元件上的電阻應變片因不發生變形而不會引起電阻的變化, 使電橋平衡, 輸出電壓為零。當稱重傳感器負載, 彈性敏感元件的應變會引起電阻應變片產生形變, 理論情況下, 負載力與電阻應變片的應變量應該成正比關系, 但受到加工和安裝以及材料的非線性影響, 使負載力與應變量呈現一定的非線性關系。此時圖中的電阻應變片R1和R4被拉伸, 電阻值增大, 而R2、R3被壓縮, 電阻值減小。由于不同位置的電阻發生改變, 此時電橋失去平衡, 傳感器會生成并輸出壓力測量電壓U2, 由于U2與所受負載成非線性關系, 當負載越大, 稱重傳感器的非線性誤差也就越大[2]。
圖1 電阻式壓力傳感器結構原理
圖1 電阻式壓力傳感器結構原理
2.2 非線性誤差補償方案
為減少稱重傳感器非線性誤差的影響, 通過一定的技術手段提升稱重傳感器輸入和輸出的線性關系程度, 以保證傳感器工作過程的準確性和可靠性, 提高測量、傳輸和控制過程的穩定性。對于稱重傳感器非線性誤差的補償方法很多, 按照補償形式大體可以分為硬件補償和人工神經網絡軟件補償兩大類。
硬件補償主要是利用一定的元器件或電子線路進行非線性誤差的矯正, 其特點是相對簡單便捷, 是傳統稱重傳感器非線性誤差補償的常用方法。隨著生產力的不斷進步, 工業上對稱重傳感器的非線性誤差補償精度提出了更高的要求。由于硬件補償受到電子器件漂移和技術能力的影響, 難以做到全程補償, 其在準確性和可靠性上難以滿足更高的要求標準, 因此, 利用更新的計算機技術和函數原理的軟件補償方式被快速開發。近年來, 通過神經網絡對稱重傳感器進行非線性誤差補償受到了越來越多專業人士的重視, 人工神經網絡的函數逼近功能說明:對于任意的連續函數或映射關系, 必然會存在一個3層的前向網絡, 能夠以任意準確度逼近此函數或映射關系, 如圖2所示。除上述兩種補償方式外, 還可通過多項式擬合法和建立傳感器的分度表的方法實現非線性誤差的補償, 但由于多項式擬合法復雜程度高, 傳感器分度表的存儲器容量有限, 現階段的使用量也都在逐漸減少[3]。
對于稱重傳感器的非線性誤差補償, 其基本原理如圖3所示。圖中f (mx) 為稱重傳感器的輸入和輸出函數, g (Uxi) 為補償網絡函數, mx為被測載荷質量, my為補償后的輸出[[4]]。補償網絡的目的是通過補償后, 滿足下式要求即
由于上式中f (mx) 為非線性函數, 可知g (Uxi) 同樣是非線性函數。通過使用人工神經網絡強大的逼近非線性函數的功能, 能夠以任意精度逼近g (Uxi) , 從而完成對稱重傳感器的非線性補償[5]。
3 總結
稱重傳感器在工業的生產中發揮了巨大的作用, 但由于電阻式稱重傳感器在使用中存在較為嚴重的非線性誤差, 必須通過一定的方式進行補償。通過更為精準和便捷的人工神經網絡方式進行軟件補償, 能夠有效提升電阻式稱重傳感器的測量精度。
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萬能地磅作弊器稱重傳感器的基本原理及非線性誤差補償方法使用說明:
1、開關機操作：按主機上的OFF/ON鍵進行開機或關機操作。
2、開機密碼：本機設有6位數開機密碼(密碼由供應商提供)只有正確輸入6位數密碼才能進入下一步操作.
3、錄入數據:密碼輸入正確后,進入數據輸入系統,本機主要是如何輸入自己想要的數據如:
增加1噸的數據輸入操作;
*步:在鍵盤上首先輸入“+”號鍵,屏幕上會出現“+”的符號(+號在本系統中表示增加)。
第二步:在鍵盤上再輸入1000的字樣,屏幕上會顯示+1000的字樣(因屏幕右下方顯示為GK字樣,表示是“公斤”所以+1000GK表示的就是1噸),如以上操作無誤 ,按鍵盤上的“確認”以確認自己輸入的數據.(如果您想增加其它噸位可按上述操作進行)
減少1噸的數據輸入操作;
*步:在鍵盤上首先輸入“-”號鍵,屏幕上會出現“-”的符號,(-號在本系統中表示減少)
第二步:在鍵盤上再輸入1000的字樣,屏幕上會顯示-1000的字樣,按確認鍵以確認輸入的數據.
4、數據確認：確認鍵就是鍵盤上的蕞下方上標有確認字樣的，該鍵主要功能是確認所有輸入的數據和程序密碼等。當數據輸入完成后就需要該鍵確認所輸入的數據。
5、數據清零：當輸入數據錯誤或需要更正時按此鍵以清除錯誤操作(注：當以確認的數據是無法清除的只有在遙控儀器上復位清零或關機后重起機儀器)。
6、設置操作：該設置鍵主要是更改密碼用，我公司產品為了不讓別人仿冒都設有安全密碼保護以防止別人仿冒，該密碼由公司提供，用戶在以后使用中可設置自己的密碼。(更改密碼的操作是先輸入原密碼確認后再輸入自己的密碼就可以了)
7、數據的發射：該功能主要是在遙控儀器上操作完成，當以上幾步都完成后，就需要用遙控儀器上的“發射鍵”來完成所設數據傳遞給地磅上的傳感儀器以進行數據的增加或減少。(具體的操作是先把自己需要調整的數據調整好按確認鍵，等待稱重車輛上磅，當稱重車輛前輪剛上磅就按遙控儀器上的“發射鍵”把數據傳遞給地磅傳感儀器，操作完成。
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無線型地磅遙控儀器不用安裝。200米以內隨意調控噸位變大或變小。
1、無線遙控，智能加減，自動清零、遙控復位。
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8、設計，針對國產、進口的大部分電子地磅秤產品對電路板的設計進行了優化改進。
萬能地磅作弊器稱重傳感器的基本原理及非線性誤差補償方法工作原理：
1、電子汽車衡/地磅主要由承載儀器、稱重顯示儀表、稱重傳感儀器(電阻應變式)、連接件、限位裝置及接線盒等零部件組成，及選配部分如打印機、大屏幕顯示儀器、計算機和穩壓電源等外部設備。
2、被稱物或載重汽車置于承載儀器臺面上，在重力作用下，通過承載儀器將重力傳遞至稱重傳感儀器， 使稱重傳感儀器彈性體產生變形，貼附于彈性體上的應變計橋路失去平衡，輸出與重量數值成比例的電科創號，經線性放大儀器將現代號放大。
3、再經A/D轉換為數字科創號，由儀表的微處理機(CPU)對重量科創號進行處理后鐘顯示重量數據。配置打印機后，即可打印記錄稱重數據，如果配置計算機可將計量數據輸入計算機管理系統進行 綜合管理。
4、電子磅也好，地磅也罷，本原理都是利用傳感儀器(力傳感儀器)將物體的重力變成電科創號，送給調理、A/D、運算電路(MCU)，再轉成數字顯示。
5、地磅一般多采用改變零點的方法，一般地磅顯示儀器在校正的時候會記憶空秤零點的大小，如果零點發生變化，顯示儀器示值就會產生變化!也有采用改增益的方法，但都是 對傳感儀器的科創號進行加減控制，從而實現對稱重計量設備的加減。
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