[發明專利]不受安裝隨機性影響的并聯傳感器稱重系統在位標定方法

在審

• 申請號: 201910210390.8
• 申請日: 2019-03-19
• 公開（公告）號: CN109945963A
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 黃劼;李俊國;耿爽;曾環;廖芳芳
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G01G23/01
• 分類號: G01G23/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及并聯稱重系統靈敏度標定領域，提供了一種不受安裝隨機性影響的并聯傳感器稱重系統在位標定方法，其主旨在于解決并聯系統因傳感器安裝時產生的傾斜角導致靈敏度變化的問題。方案包括：系統靈敏度系數分解為轉換系數k和耦合系數p兩部分，取已知重量的重塊，將重塊放于偏向稱重傳感器1一側，記錄兩稱重傳感器測量支路的輸出值z_ij，其中i表示測量次數，j表示傳感器標號，即記錄輸出值z₁₁和z₁₂；再次取第一次測量的重塊，將重塊放于偏向稱重傳感器2一側，記錄輸出值z₂₁和z₂₂；步驟S3：根據公式z₁₁+pz₁₂＝z₂₁+pz₂₂，求出p的值，根據w＝k(z_il+pz_i2)求出k的值，其中w為已知重塊的重量。

技術領域

本發明涉及傳感技術領域，提供了一種不受安裝隨機性影響的并聯傳感器稱重系統在位標定方法。

背景技術

以對于單傳感器系統，稱重系統靈敏度標定相對簡單，一般的方式是在傳感器安裝完成后用精度等級更高的儀器給出已知的被測重(質)量w輸入給待標定的傳感器，同時得到測量系統的輸出量z，根據輸入輸出的對應關系：z＝sw，可求得s，如果不考慮傳感器線性度誤差，則s為系統的靈敏度系數；對于有線性度誤差的測量系統，則可采用分段標定或多點標定然后擬合等方法得到系統的靈敏度系數。系統靈敏度系數確定以后，就可根據測量系統輸出值z計算得到被測量的數值w。

采用并聯測量方式，底層測量單元信號傳遞關系如圖1所示。

輸入輸出關系可表達為：

z₁＝s₁w₁ (1)

z₂＝s₂w₂ (2)

其中s₁、s₂為該測量支路的靈敏度系數。

令k₁＝1/s₁；k₂＝1/s₂，則有：

w₁＝k₁z₁ (3)

w₂＝k₂z₂ (4)

由于w＝w₁+w₂，于是有：

w＝k₁z₁+k₂z₂ (5)

本系統中傳感器和料斗的安裝形式如圖2所示。

兩傳感器安裝完成后，理想狀態下可認為傳感器靈敏度系數s₁、s₂和單獨使用時一樣，理論上可根據(3)、(4)、(5)式通過稱重系統的輸出值求得被測值。但實際系統中，傳感器的受力情況將受多種因素的影響，主要因素有以下幾種：

1、安裝傳感器的結構件平面度、平行度以及相對于料斗中心線的對稱度的影響；

2、料斗裝料后左右重量不一定均勻，或料斗重心不在中心線上使兩傳感器對總重量的分擔情況會隨機變化；

圖3是傾斜角導致靈敏度變化的示意圖，假設傳感器安裝完成以后有一定水平傾斜角，在其上加載重量w后，輸出為：

z＝w·s·cosα (6)

式中z為輸出AD值，s是傳感器本身的靈敏度，α是傳感器為水平傾斜角；