[實(shí)用新型]荷重電量傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201020545719.0
• 申請日: 2010-09-28
• 公開（公告）號: CN201765038U
• 公開（公告）日: 2011-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 景小軍;倪偉;馬娟
• 申請（專利權(quán)）人: 綿陽市維博電子有限責(zé)任公司
• 主分類號: G01G7/00
• 分類號: G01G7/00
• 代理公司: 中國工程物理研究院專利中心 51210
• 代理人: 翟長明;韓志英

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種荷重電量傳感器，摒棄了傳統(tǒng)的物理接觸式方式來測量物體實(shí)際的載荷重量，通過采集電參數(shù)來進(jìn)行實(shí)時的計算，擬合出物體的重量，實(shí)現(xiàn)了對電動機(jī)在工作過程中的實(shí)時監(jiān)測。

背景技術(shù)

根據(jù)國標(biāo)的規(guī)定，起重設(shè)備2008年起5年內(nèi)所有設(shè)備必須安裝起重設(shè)備的荷重過載保護(hù)裝置。目前常用的采用把鋼繩張力轉(zhuǎn)化為傳感器承受壓力的方式測試電機(jī)荷重進(jìn)行過載保護(hù)，如徐州淮海電子研究所生產(chǎn)的荷重開度儀就是利用了壓力傳感器和開度儀表兩個模塊，壓力傳感器即是采用的接觸式壓力原理來采集載荷重量，該方式存在現(xiàn)場安裝難、維護(hù)成本高、室外安裝易受外部環(huán)境干擾以及準(zhǔn)確度低等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種荷重電量傳感器。本實(shí)用新型的傳感器體積小巧，分體式模塊，可拔插端子和可開啟互感器，并無需外接線纜的電參數(shù)監(jiān)測用電量傳感器，實(shí)現(xiàn)簡化測量的連接操作，提高設(shè)備運(yùn)行中產(chǎn)品故障的可維護(hù)性。

本實(shí)用新型的荷重電量傳感器，包括電量采集模塊和顯示控制模塊；

電量采集模塊包括電磁隔離采集單元、電能轉(zhuǎn)換單元、MCU1單元、通訊單元；顯示控制模塊包括MCU2單元、配置單元、電源供電單元。

電磁隔離采集單元將輸入的電壓電流信號進(jìn)行隔離采樣，將高電壓和大電流轉(zhuǎn)換為弱電信號，使輸出到下一單元的電壓信號在合適的范圍內(nèi)，電磁隔離采集單元主要包括了可開啟互電流感器和電壓互感器；

電能轉(zhuǎn)換單元對電磁隔離采集單元送給的采集信號進(jìn)行采樣并轉(zhuǎn)換計算，輸出電壓、電流、功率等的數(shù)字信號，電能轉(zhuǎn)換單元主要包括電能轉(zhuǎn)換芯片；

MCU1單元將從電能轉(zhuǎn)換單元讀到的數(shù)字信號進(jìn)行處理，并把處理后的信號傳輸給通訊單元，MCU1單元主要包括MCU1芯片；

通訊單元是把MCU1單元發(fā)出的信號通過該單元再傳輸給下一個單元，通訊單元主要包括了通訊芯片；

MCU2單元是把通訊單元傳輸過來的信號經(jīng)過處理，再加上功率法擬合的數(shù)學(xué)模型，得到荷重力的曲線傳輸給下一個單元，MCU2單元主要包括MCU2芯片；

配置單元通過RS485總線實(shí)現(xiàn)對荷重電量傳感器在具體使用環(huán)境中的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的配置，配置單元內(nèi)部包含RS485轉(zhuǎn)換電路和接口電路；

電源供電單元是通過隔離模塊對輸入的電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將其轉(zhuǎn)換為一個穩(wěn)定的工作電壓為電量采集模塊和顯示控制模塊內(nèi)部電路進(jìn)行供電；

荷重電量傳感器的被測信號輸入到電磁隔離采集單元，經(jīng)過信號變換后傳輸?shù)诫娔苻D(zhuǎn)換單元，經(jīng)過電能轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換計算傳輸?shù)組CU1單元，該單元把讀到的信號處理后經(jīng)過通訊單元把信號傳輸給MCU2單元，MUC2單元經(jīng)過處理和數(shù)學(xué)模型的計算，所得數(shù)據(jù)通過配置單元輸出，電源供電單元是對荷重電量傳感器的所有單元提供穩(wěn)定的工作電源。

所述電能轉(zhuǎn)換單元2采用中國四川綿陽市維博公司的電能轉(zhuǎn)換芯片。

所述MCU2單元5采用美國ATMEL公司的ATMEGA64芯片。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于采用了在配電柜上采集電參數(shù)信號，結(jié)合功率法擬合載荷的數(shù)學(xué)模型計算得到荷重力的方案，解決了在工業(yè)現(xiàn)場不具備布線條件或布線繁瑣的難題，在現(xiàn)場的安裝維護(hù)困難，以及測量精度很低的問題。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

圖1為本實(shí)用新型的電路框圖。

圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)圖。

圖3為本實(shí)用新型的輸入隔離采集電路原理圖。

圖4為本實(shí)用新型的電能轉(zhuǎn)換電路原理圖。

圖5為本實(shí)用新型的微處理電路的原理圖。

具體實(shí)施方式

圖1是荷重電量傳感器的電路框圖。從圖中可以看出，當(dāng)荷重電量傳感器連接到被測設(shè)備的電壓電流信號上后，接通電源供電單元開始工作，供電單元產(chǎn)生的電壓經(jīng)過隔離轉(zhuǎn)換，變換為各個單元電路所需要的工作電源。電量采集模塊里的電磁隔離采集單元1將輸入的電壓電流信號進(jìn)行隔離采樣，將高電壓和大電流轉(zhuǎn)換為弱電信號，使輸出到下一單元的電壓信號在合適的范圍內(nèi)。電能轉(zhuǎn)換單元2對電磁隔離采集單元1送給的采集信號進(jìn)行采樣并轉(zhuǎn)換計算，輸出電壓、電流、功率等的數(shù)字信號。MCU1單元3將從電能轉(zhuǎn)換單元2讀到的數(shù)字信號進(jìn)行處理，并通過通訊單元4傳輸給顯示控制模塊的MCU2單元5。MCU2單元5把接收到的數(shù)據(jù)作基礎(chǔ)，把數(shù)據(jù)擬合進(jìn)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計算，實(shí)時的換算出荷重力。配置單元6用于配置口對MCU2單元輸出電路進(jìn)行參數(shù)的配置，通過RS485總線輸出。

本實(shí)用新型荷重電量傳感器的工作過程為：