動態(tài)控制重量秤,通常指的是動態(tài)檢重秤或動態(tài)自動檢重秤,是一種高速、穩(wěn)定、可靠的重量檢測設(shè)備。其工作原理主要基于電磁感應定律或其他先進的傳感器技術(shù)。當被測物體通過檢重秤的檢測區(qū)域時,秤體上的傳感器會受到物體的壓力作用,從而產(chǎn)生形變,進而將形變轉(zhuǎn)換為電信號。這些電信號隨后被傳輸至稱重控制器,控制器通過內(nèi)部算法對信號進行處理,最終計算出物體的重量。
一、稱重傳感器模塊
核心功能:將物體的重量信號轉(zhuǎn)換為可測量的電信號(如電壓、電流),是動態(tài)稱重的“感知器官”。
常見類型:
應變式稱重傳感器(常用):利用金屬應變片的形變產(chǎn)生電阻變化,通過惠斯通電橋輸出電信號,適合中等量程(幾公斤至數(shù)噸)的動態(tài)測量。
壓電式傳感器:基于壓電晶體的壓電效應,響應速度快,適合高速動態(tài)稱重(如車輛行駛中的稱重),但易受溫度影響,需配合補償電路。
安裝要求:傳感器需均勻分布在承重平臺下方,確保受力平衡,避免因偏載導致測量誤差;與承重結(jié)構(gòu)的連接需牢固,減少振動干擾。
二、承重與輸送機構(gòu)
承重平臺/秤臺:直接接觸被測物體,需具備足夠的剛性和穩(wěn)定性,材質(zhì)多為不銹鋼(抗腐蝕)或高強度合金,表面光滑以減少物體運動時的摩擦阻力。
輸送裝置:根據(jù)應用場景設(shè)計,如皮帶輸送機、滾筒輸送機、鏈條傳送帶等,用于帶動物體連續(xù)通過稱重區(qū)域。輸送速度需穩(wěn)定(可通過變頻電機調(diào)節(jié)),避免速度波動影響稱重精度。
導向與限位組件:如擋板、導向輪等,確保物體在輸送過程中居中通過稱重區(qū)域,防止偏移導致的受力不均。
三、信號處理單元
核心功能:對傳感器輸出的原始電信號進行放大、濾波、補償,轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的數(shù)字信號,為后續(xù)計算和控制提供基礎(chǔ)。
關(guān)鍵部件:
信號放大器:動態(tài)稱重中傳感器輸出信號微弱(通常毫伏級),需通過高精度放大器放大至伏級,便于后續(xù)處理。
濾波電路:消除環(huán)境中的電磁干擾(如電機、變頻器的高頻噪聲)和機械振動產(chǎn)生的干擾信號,常用低通濾波器或自適應濾波算法。
溫度補償模塊:傳感器性能受溫度影響較大,通過溫度傳感器實時監(jiān)測環(huán)境溫度,對信號進行補償修正,減少溫漂誤差。
四、數(shù)據(jù)采集與控制單元
數(shù)據(jù)采集模塊:通過A/D轉(zhuǎn)換器(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)將處理后的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,采集頻率需匹配物體運動速度(通常≥1kHz),確保捕捉到動態(tài)過程中的重量峰值或穩(wěn)定值。
主控制器:由微處理器(MCU)、PLC或工業(yè)計算機組成,是系統(tǒng)的“大腦”,主要功能包括:
實時計算物體重量:基于采集的數(shù)字信號,通過算法(如動態(tài)稱重算法、峰值保持、平均值計算)剔除動態(tài)干擾,得到準確重量值。
邏輯控制:根據(jù)預設(shè)參數(shù)(如重量上限/下限)觸發(fā)控制指令,如控制輸送機啟停、分揀機構(gòu)動作、報警裝置響應等。
數(shù)據(jù)存儲與通信:記錄稱重數(shù)據(jù)(時間、重量、物體ID等),通過RS485、以太網(wǎng)、無線模塊(如WiFi、藍牙)與上位機或MES系統(tǒng)通信,實現(xiàn)數(shù)據(jù)追溯與遠程監(jiān)控。
五、人機交互界面
功能:實現(xiàn)參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)顯示、操作控制,方便用戶與系統(tǒng)交互。
常見形式:
觸摸屏:直觀顯示實時重量、歷史數(shù)據(jù)、故障信息,支持手動輸入?yún)?shù)(如目標重量、允許誤差范圍)。
物理按鍵:用于緊急停止、啟動/暫停、模式切換等基礎(chǔ)操作。
指示燈與報警器:通過聲光信號提示稱重狀態(tài)(如合格、超重、欠重)或設(shè)備故障(如傳感器異常、輸送卡頓)。
六、輔助與保護系統(tǒng)
防震與減震裝置:如減震墊、彈簧組件,安裝在秤臺與機架之間,減少輸送機構(gòu)振動或地面顛簸對傳感器的影響。
過載保護:當物體重量超過傳感器量程時,通過機械限位或電子報警切斷動力,避免傳感器損壞。
防塵防水結(jié)構(gòu):針對食品、化工等特殊環(huán)境,秤體和傳感器需具備IP65/IP67級防護,防止粉塵、液體侵入影響性能。
