一、電子配料秤的組成電子配料秤主要由秤斗、傳力連接件、稱重傳感器、重量顯示儀表和電子線路(含電源、信號放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換、調(diào)節(jié)元件、補償元件等)
?。ㄒ唬┏佣烦佣肥怯脕沓惺艽Q物料重量并將其傳遞給傳感器的箱形部件，由秤體和秤門組成。
秤體由鋼板制成圓形、方形或矩形。一般為圓形，因其剛性好、傳感器布置方便。圓形秤體上部為圓柱體，下部為倒錐體，并在圓柱體部分設(shè)置吊耳以連接傳感器。在秤體上通常設(shè)有驗秤時放砝碼用的砝碼架，砝碼架沿秤體周邊設(shè)置，以便在秤體周邊各個點都可以放置砝碼。秤斗的容積一般按照飼料容重(常取0.5t/m3)計算，并留有10%~20%的容積余量。如秤量為500kg的秤斗，秤斗容積應(yīng)為1.1~1.2 m3。
秤門有電動和氣動兩種。按機構(gòu)形式分，則有水平插板式秤門與垂直翻板式秤門。
氣動水平插板式秤門由連接法蘭、插板、滑道、汽缸、推桿(活塞桿)、電磁閥和行程開關(guān)等組成。當(dāng)一批料稱量結(jié)束，由計算機發(fā)出開門信號，經(jīng)驅(qū)動電路使電磁閥通電，氣路得以導(dǎo)通，推桿帶動插板打開秤門。當(dāng)秤斗中的料全部卸落混合機后，計算機發(fā)出關(guān)門信號，執(zhí)行元件將秤門關(guān)閉。行程開關(guān)的作用是對插板限位，同時給出開門關(guān)門狀態(tài)檢測訊號輸入計算機，秤斗門開關(guān)狀況同時在中控室有信號指示。
選用氣動門或電動門，一般應(yīng)與混合機門驅(qū)動方式一致，以便于計算機控制。
為使秤斗獨立承重，秤體上部與給料器、秤門下部與混合機的連接部分應(yīng)采用軟連接。軟連接體可選擇棉布或其它柔軟織物，并在安裝時注意令軟連接體處于非受力狀態(tài)，以免影響稱量準(zhǔn)確度并保持密封、避免粉塵外溢。
?。ǘ﹤髁B接件傳力連接件是保證將待稱物料的質(zhì)量完全作用于稱重傳感器上的機械裝置。從傳力連接件與稱重傳感器的安裝方式來看，傳力連接件分為吊掛式傳力連接件和平壓式傳力連接件。傳力連接件的設(shè)計與裝配應(yīng)當(dāng)保證其具有足夠的剛度和強度；能夠確保被稱量的質(zhì)量準(zhǔn)確地傳遞到稱重傳感器的中心線上；應(yīng)具有良好的傳力重復(fù)性；應(yīng)具有良好的穩(wěn)定性和可靠性；當(dāng)系統(tǒng)中由多個稱重傳感器時，各傳力連接件的彈性變形應(yīng)當(dāng)保持一致。另外，傳力連接件通常還需附加橫向約束裝置。橫向約束裝置在稱重系統(tǒng)中雖然不參加力的傳遞和轉(zhuǎn)換，但它保證了稱重結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和被稱重量按預(yù)定的力傳遞方式通過稱重傳感器的加載軸線，保證在外界干擾條件下使橫向分力不作用到稱重傳感器上，以及在強烈沖擊、振動及其它外界干擾作用下稱重系統(tǒng)安全運行。
?。ㄈ┓Q重傳感器1．傳感器及分類傳感器是能將非電的物理量(如重力、拉力、位移、速度、流量等)轉(zhuǎn)換成電量(電壓、電流、電阻或電容)或電信號并傳送出去的一種轉(zhuǎn)換元件。
傳感器按用途來分有拉力傳感器、壓力傳感器、重力傳感器、速度傳感器、扭矩傳感器等，按工作原來分有電阻式、電容式、壓磁式和諧振式等多種，其中在電子配料秤上應(yīng)用最多的是電阻應(yīng)變片式稱重傳感器。
2、電阻應(yīng)變片式稱重傳感器電阻應(yīng)變片式稱重傳感器是將電阻應(yīng)變片粘貼在彈性敏感元件(彈性體)上，然后以適當(dāng)方式組成電橋電路。彈性體可把被測的重量轉(zhuǎn)換成彈性體的應(yīng)變值，而由作為傳感元件的電阻應(yīng)變片將彈性體的應(yīng)變同步地轉(zhuǎn)換為電阻值的變化，實現(xiàn)非電物理量轉(zhuǎn)換成電量以便輸出。圓柱形電阻應(yīng)變片式傳感器的工作原理：在鋼制圓柱形彈性體上，成對地在縱向和橫向粘貼上R1－R4共4個電阻應(yīng)變片。當(dāng)彈性體受重量F的作用時，縱向壓縮而橫向拉伸，使粘貼其上的應(yīng)變片亦隨之同步變形而改變其電阻值。由于應(yīng)變片連接成平衡電橋式電路，應(yīng)變電阻的變化會引起電橋的不平衡，從而輸出信號。該信號與所受外力(重量F)成正比。當(dāng)A、B兩端供給穩(wěn)定的直流電源(電壓U)時，若彈性體無負載，則電橋平衡(R1R3=R2R4)；若彈性體有負載，則電橋不平衡(R1R3≠R2R4)，此況下在電路C、D兩端將會有微電壓U0。U0的大小就可以表征被稱物料重量的大小。稱重傳感器也稱為一次變換元件(儀表)。
稱重傳感器的性能通常由非線性誤差、滯后、重復(fù)性誤差、額定載荷下的輸出靈敏度、抗側(cè)向力的大小、耐過載能力、溫度變化對輸出靈敏度和零點的影響、蠕變等指標(biāo)衡量。稱重傳感器要由專業(yè)生產(chǎn)廠商制造，并應(yīng)在產(chǎn)品出廠前對上述主要性能指標(biāo)進行測試合格，標(biāo)記在產(chǎn)品合格證書上，以便用戶選用。
選用稱重傳感器的原則是：良好的線性度，較高的輸出靈敏度，長期穩(wěn)定性能好，抗側(cè)向能力強，結(jié)構(gòu)簡單，易于安裝和調(diào)整。
3.傳感器的數(shù)量與排列電子配料秤的傳感器數(shù)量一般為3個或4個。由于3點決定了一個平面，故選用3個傳感器時調(diào)整其受力大小就更簡單方便。我國九十年代中期之后，大多數(shù)采用3個傳感器的圓形秤斗，傳感器處在同一水平面上呈120°對稱分布，采用滾珠支撐形式，傳感器采用壓式剪切梁式結(jié)構(gòu)；在這種支撐稱重方式下，秤斗處于基本固定狀態(tài)，其優(yōu)點是占用空間小、結(jié)構(gòu)簡單、無殘留料，缺點是對地面振動的影響較為敏感。
4.傳感器量程的選擇配料計量系統(tǒng)的稱量值愈接近傳感器的額定量程，配料準(zhǔn)確度也就愈高。電子配料秤傳感器的量程可據(jù)下式選定：
W1+W2C = R--------- (5-1)N式中，C-傳感器量程，kg；R-余量系數(shù)，一般取1.1~1.4；W1-秤斗自重，kg；W2-被稱物料的最大秤量，kg。
N－傳感器的數(shù)目
5.傳感器的組合方式傳感器的組合方式有串聯(lián)、并聯(lián)和串并聯(lián)混用三種方式，其中以并聯(lián)工作方式應(yīng)用最廣。
傳感器的并聯(lián)工作方式是使各個傳感器的輸入端并聯(lián)，使用一個共用電源供橋壓，輸出也以并聯(lián)的方式連接。設(shè)單個傳感器的輸出電壓為Us，橋臂電阻均為R，總輸出信號(電壓)為U0，總輸出阻抗為R0，當(dāng)n個相同的傳感器并聯(lián)工作時有：U0=Us， R0=R/n。故其輸出與單個傳感器相同，而輸出阻抗僅為1/n。此方式的優(yōu)點是：激勵電源只需1個，儀表硬件簡單；系統(tǒng)誤差校驗方便；系統(tǒng)精度時漂小。主要缺點是要求儀表顯示分辨率高，對同組傳感器的性能要求一致性較高?？傊?，在多數(shù)情況下，需要使用多個稱重傳感器組成一個稱重系統(tǒng)，并聯(lián)組合方式將成為主流。
?。ㄋ模┓Q重儀表電子稱重顯示儀表的作用是將稱重傳感器的稱重結(jié)果用模擬形式或數(shù)字形式顯示出來。稱重儀表隨著稱重傳感器及集成電路的進步而發(fā)展，由模擬式到數(shù)字化，由分立元件到集成電路，到電腦化、智能化。稱重儀表是電子配料秤的重要組成部分，又稱為二次儀表1.稱重儀表的結(jié)構(gòu)稱重傳感器將重量線性變換成直流電壓，一般0~20 mv(傳感器并聯(lián)方式)；而A/D轉(zhuǎn)換器的輸入電壓一般為0.25~10v，故要求用放大器將傳感器輸出電壓放大。常見稱重儀表用放大器多為高精度、低漂移型，如LM741、OP07、OP37、ICL7650、ICL7652、AD620等。濾波器的作用是將疊加在有用稱重電壓信號上面的無用干擾信號去掉，干擾主要來自秤斗振動和電磁干擾。模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的作用是把電壓信號線性變換成單片微處理器接受與處理的數(shù)字信號。
模數(shù)轉(zhuǎn)換器的種類很多。以轉(zhuǎn)換速度分有低速、中速和高速；以工作原理分有逐次比較型、雙積分型和Σ-Δ型；以分辨率分有4位、8位、12位、18位、24位。工業(yè)用稱重儀表要求ADC的轉(zhuǎn)換速度大于50次/秒，分辨率大于12位。商業(yè)用稱重儀表的的轉(zhuǎn)換速度可以慢一點，但分辨率要求高一點。常用的模數(shù)轉(zhuǎn)換器有：ADC1210、AD574、ICL7109、ICL7135、VFC32、AD652、CS5520等。
單片微處理器的作用是以ADC采樣得到的數(shù)據(jù)信號，經(jīng)過軟件濾波和量綱處理，將重量值實時地、精確地傳送到顯示器，并通過通信接口傳輸至上位管理機、或經(jīng)打印機將重量報表打印出來。如果稱重儀表還具有控制功能，單片微處理器還將通過開關(guān)量的I/O，自動控制設(shè)備的工作流程。此外，為了使用方便，還可設(shè)有其它功能，如鍵盤設(shè)定、統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示、零位跟蹤、自動去皮、靜態(tài)準(zhǔn)確度軟件校驗、自檢自測等功能。
2.稱重儀表的功能現(xiàn)代電子稱重儀表除可保證稱重計量性能要求外，還能有為用戶進行多種服務(wù)而設(shè)置的服務(wù)功能。
稱重儀表主要計量功能包括：
?。?）最大量程可以設(shè)定：用戶可以根據(jù)自己的要求對稱重儀表進行最大量程的設(shè)定，其中包括對顯示分辨率(0.1%至0.01%)及小數(shù)點的設(shè)定，使傳感器與稱重儀表的量程相匹配。
（2）置零及零點自動跟蹤功能：置零功能是指以下狀態(tài)下所應(yīng)實現(xiàn)的功能。第一種是置零以后可以實現(xiàn)顯示凈重、準(zhǔn)確讀數(shù)和靜態(tài)準(zhǔn)確度校驗；第二種是電子秤在開始運行前對空秤重量的自動置零；第三種是置零后對空秤重量(皮重)實現(xiàn)保護，當(dāng)判斷出皮重異常(例如秤斗上有外力作用)稱重儀表應(yīng)停止工作并發(fā)出故障信號。零點自動跟蹤功能主要是消除傳感器和稱重儀表的溫度、時間漂移對示值準(zhǔn)確度所產(chǎn)生的誤差。
?。?）空中量(料柱)自動修正功能：目的是清除因空中料柱的變化而引起的配料誤差，提高配料秤的配料準(zhǔn)確度。
?。?）數(shù)字濾波設(shè)定功能：數(shù)字濾波值越大，影響量對稱重儀表顯示值的影響越小。這一功能可確保在現(xiàn)場出現(xiàn)秤臺振動、秤斗擺動或3級以上風(fēng)力的不利條件下，稱重儀表顯示值仍有較好的穩(wěn)定性。
?。?）超載報警功能：當(dāng)載荷超出傳感器的最大量程時，稱重儀表應(yīng)報警，以免損壞傳感器。
稱重儀表的主要服務(wù)性能包括：
（1）報表數(shù)據(jù)統(tǒng)計與掉電保護功能：對所需的報表數(shù)據(jù)如批次、包數(shù)、原料消耗、產(chǎn)量等應(yīng)能顯示打印和掉電保護。
（2）統(tǒng)計數(shù)據(jù)遠傳功能：稱重儀表應(yīng)能把統(tǒng)計數(shù)據(jù)及當(dāng)前實時重量通過通信接口遠傳給上位管理計算機，以實現(xiàn)計算機連網(wǎng)的定量管理。
?。?）自動控制功能：根據(jù)稱重設(shè)備的要求，完成自身設(shè)備時序的自動控制，以及對上下相關(guān)設(shè)備的工藝聯(lián)鎖。配料秤由配料控制器來實現(xiàn)自動控制功能。
?。?）靜態(tài)準(zhǔn)確度軟件自校驗功能：可簡化靜態(tài)準(zhǔn)確度校驗的工作量，提高準(zhǔn)確度校驗的精確性。
?。?）自檢及故障自動提示報警功能。
?。ㄎ澹┡淞峡刂破鞯哪Ｊ诫娮优淞铣拥挠嬃啃阅?、控制和實現(xiàn)功能都是由配料控制器來完成的。配料控制模式有以下三種。
第一種是稱重顯示控制儀表模式。儀表采用8位單片微處理器進行稱重、顯示和配料――混合時序控制?？刂破鞑捎肔ED數(shù)字顯示，位數(shù)有限，其顯示的信息量較少，一般僅包括批次、混合時間、缺料、定量誤差、故障提示等。其次是儀表的存儲容量有限，配方存儲量和生產(chǎn)統(tǒng)計報表管理的擴展受到制約，再有就是操作復(fù)雜。此種模式在二十世紀(jì)八十年代初較多見。
第二種控制模式是以IBMPCXT為代表的配料控制器。它很好的克服了第一種模式的缺點，同時也是稱重、顯示和控制一體化；但這種高度的集中稱重與控制的方式也是他們最大的缺點：如控制器出現(xiàn)故障，則自動或手動配料均不能實現(xiàn)而造成停產(chǎn)，而現(xiàn)場迅速維修好并非易事。此外，個人電腦用于工業(yè)現(xiàn)場控制，其環(huán)境的適應(yīng)性、可靠性和抗工業(yè)干擾性都比較差，往往引起性能下降和故障率的提高。此種模式在二十世紀(jì)八十年代中期至九十年代中期得到了應(yīng)用。
第三種控制模式是由稱重顯示儀表加工業(yè)控制機組成的配料控制器。其稱重顯示儀表采用國產(chǎn)或進口的高質(zhì)量產(chǎn)品，只作稱重及顯示用。而作為控制與管理的上位機，則采用抗干擾性極強的工業(yè)控制機。這種模式有效地克服了上兩種模式的缺點，是目前最先進的控制模式。
二、電子配料秤的配料工作過程電子配料秤的工作過程是一種多品種物料依序連續(xù)、累計稱量、示值停頓顯示，并分批周期作業(yè)、自動控制操作的一種動態(tài)的、復(fù)雜的稱量過程。
電子配料秤工作前的準(zhǔn)備包括：
稱量校對：首先進行零位校對，即秤斗重量為皮重，去皮后顯示重量應(yīng)為零。然后進行稱重校對，即用標(biāo)準(zhǔn)砝碼加在秤斗上，使儀表顯示重量與加上的砝碼重量一致；并要求分度值重量以及最大量程都要在允許誤差內(nèi)。
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