[發(fā)明專利]一種高精度電子皮帶秤及其稱重算法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110143605.2
• 申請日: 2011-05-31
• 公開（公告）號: CN102322925A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鐘敏捷;章習(xí);龐捷;王建平;張利娜;倪增興;何忠新
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州四五○九機電設(shè)備有限公司
• 主分類號: G01G11/12
• 分類號: G01G11/12
• 代理公司: 杭州賽科專利代理事務(wù)所 33230
• 代理人: 陳輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于動態(tài)連續(xù)稱量的電子皮帶秤，特別是一種煙草生產(chǎn)過程中用于流量測算的高精度電子皮帶秤及其稱重算法。

背景技術(shù)

電子皮帶秤的計量是以線分布密度代替體分布按流量進行測量的，皮帶瞬時流量計算如下式：Q(t)＝q(t)v(t)(kg/h)。其中q是稱量段單位長度上的重量，v是皮帶運行速度。皮帶秤的流量是速度與重量的乘積，因此皮帶秤的精度是由速度和精度來決定的。現(xiàn)有電子皮帶秤的張緊結(jié)構(gòu)不能很好的保持皮帶張力保持恒定，容易導(dǎo)致稱量不靈敏。此外，還缺乏皮帶糾偏系統(tǒng)，當(dāng)皮帶糾偏時，會使皮帶張力產(chǎn)生變化，張力的變化直接導(dǎo)致稱重精度下降。

由于電子皮帶秤存在著隨機誤差，用標(biāo)準(zhǔn)重量重復(fù)兩次通過電子皮帶秤時，電子皮帶秤會顯示兩個不同的測量值。如圖1所示，目前常用的一種定標(biāo)法是將事先準(zhǔn)備好的標(biāo)準(zhǔn)重量W_S通過電子皮帶秤，得到顯示重量W₁，然后通過簡單的函數(shù)法計算出電子皮帶秤的斜率K₁，通過定標(biāo)W₁這點精度得到了提高，得到的顯示重量W₁就等于標(biāo)準(zhǔn)重量W_S。但進行另一重量稱量時，上次測出的斜率K₁值并不適用，出現(xiàn)誤差。因此，用函數(shù)求解法測量曲線的最大問題在于有n個定標(biāo)點就產(chǎn)生n條測量曲線，而每條測量曲線都顧此失彼，因此單點定標(biāo)法不能解決隨機誤差的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種高精度電子皮帶秤及其稱重算法，能有效提升電子皮帶秤的稱重精度和測速精度。

為此，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：一種高精度電子皮帶秤，包括安裝在機架上的托輥、皮帶、電機，其特征在于所述的托輥包括稱重托輥和設(shè)在皮帶兩端的主托輥、副托輥，所述的主托輥與電機相連，所述的副托輥外連一速度傳感器，所述副托輥的下部設(shè)有一定桿，一根一端固定的鋼繩依次繞過副托輥和定桿與一配重塊相接，所述的稱重托輥下部設(shè)有稱重傳感器，所述的稱重傳感器、電機、速度傳感器與一控制器相接。采用恒力式皮帶張緊機構(gòu)使皮帶的張力始終保持恒定，采用鋼繩牽引配重塊，能有效避免采用鏈條帶來的稱量不靈敏的缺陷。在皮帶無載荷時，通過調(diào)節(jié)配重塊，可使稱重傳感器為“零載荷”，使電子皮帶秤具有極高的靈敏度。并且稱重托輥與稱重傳感器沒有直接的硬連接，避免了稱重傳感器的側(cè)向受力。稱重傳感器只受到垂直力，而不受皮帶在運行時產(chǎn)生的切向力，提升稱重精度。速度傳感器選用光電編碼器，由于這類編碼器是精細(xì)的速度傳感器，電機的轉(zhuǎn)速通常為托輥轉(zhuǎn)速的50倍，所以光電編碼器安裝在托輥上能有效提升光電編碼器的壽命。

所述的機架上設(shè)有檢測皮帶走向的光電管，所述的光電管與一智能糾偏系統(tǒng)相接，所述的糾偏系統(tǒng)連接一糾偏電機，該糾偏電機與安裝在皮帶下方的一個糾偏托輥相連。當(dāng)光電管檢測到皮帶跑偏后，將信號傳遞到智能糾偏系統(tǒng)，由糾偏系統(tǒng)精確計算出直線糾偏電機期望的進退距離，再將指令法到糾偏電機，最后由糾偏托輥完成對皮帶的糾偏。

一種高精度電子皮帶秤稱重算法在于將n個標(biāo)準(zhǔn)重量W_S1、W_S2、……、W_Sn通過電子皮帶秤進行稱重，得到n個測量值W₁、W₂……W_n，再對n個標(biāo)準(zhǔn)重量求平均值得到S₁，對n個測量值求平均值得到S₂，用S₁除以S₂得到斜率K；若經(jīng)電子皮帶秤測量得到測量數(shù)值為W，則經(jīng)測算后準(zhǔn)確的測量值為W₀＝KW。采用本算法求解電子皮帶秤的測量曲線的最大優(yōu)點在于有n個定標(biāo)點只產(chǎn)生一條測量曲線，這條測量曲線能兼顧每個定標(biāo)點，而且定標(biāo)點越多產(chǎn)生的測量曲線精度也越高，因此多點定標(biāo)法能有效減少隨機誤差的影響，從而提高電子皮帶秤的測量精度。

本發(fā)明的電子皮帶秤采用的是一種杠桿式原理的稱重系統(tǒng)，皮帶始終保持張緊狀態(tài)，在皮帶無載荷時，通過調(diào)節(jié)稱重配重塊，使稱重傳感器為“零載荷”，提升了電子皮帶秤的靈敏度。并且稱重傳感器只有垂直受力，不受皮帶在運行時產(chǎn)生的切向力。本發(fā)明的另一大改進點在采用多點定標(biāo)算法，重復(fù)n次通過電子皮帶秤的標(biāo)準(zhǔn)重量與電子皮帶秤對應(yīng)的n個顯示值，用數(shù)理統(tǒng)計中的回歸分析法來計算斜率K值，采用多點定標(biāo)法只產(chǎn)生一條測量曲線，改善了稱重精確度，有效減少隨機誤差的影響，提升測算效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；