CN103148925A - 便携式高精度电子计价秤检定装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携式高精度电子计价秤检定装置。本发明通过直线步进电机、S-type称重传感器、缓冲装置等结构构成重力发生装置对电子计价秤进行加载，其中S-type称重传感器代替标准砝码作为标准器，对比检定装置和电子计价秤显示的压力值得到误差量。计算误差量是否超过最大允许误差，是则不合格，否则合格。重力通过S-type称重传感器实现量值溯源。仪器由铝合金型材构成框架，通过步进电机与丝杆、光轨、T型槽滑轨等结构实现X、Y、Z三维位置调整装置。电气部分用于实现实时信号的采集处理、步进电机的控制以及直线步进电机的反馈控制。本发明可以实现对量程为30kg以内、检定分度值10g以上的电子计价秤的检定。

Description

便携式高精度电子计价秤检定装置

技术领域

本发明涉及电子计价秤检定装置，特别是一种便携式高精度电子计价秤检定装置，可作为一种高精度重力发生装置、电子计价秤的检定装置使用。

背景技术

我国取消杆秤后, 电子计价秤已成为目前使用最广、数量最多的一种电子衡器。电子计价秤具有称重快速、计价准确、透明度高、成本较低等特点。2001年我国质检总局对电子计价秤的厂家的抽样检查合格率只有60%。2011年宁波市电子计价秤的产品质量监督抽查的通过率只有48.9%。可见，市场中正在使用的电子计价秤的合格率普遍偏低。伴随科技进步，高精度多功能电子计价秤在某些领域逐渐代替传统计价秤进入市场。单台价格一般在万元以上，而普通电子计价秤每台价格在几百元之间。由于传统电子秤的价格优势，在市场中的某些领域仍然占有巨大份额。传统计价秤的机械结构相对简单，电路处理技术相对成熟，设计资料容易外泄等现象，市场中存在诸多“八两秤”、“鬼秤”。不合格的传统电子计价秤的存在阻碍了电子计价秤产业的发展。而目前，电子计价秤的检定方法仍采用人工方式累加砝码, 程序繁琐，现场环境复杂，操作费时, 检定效率低下且人工误差较高，不能满足降低市场中传统电子计价秤不合格率的目标。

发明内容

为了克服目前生产厂家良莠不齐、商户自行改造、传统检定方法检定效率低下等现象造成的电子计价秤检定合格率低的问题，本发明提供了一种适用于电子计价秤检定的便携式高精度电子计价秤检定装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：采用一种新的原理，通过直线步进电机、S-type称重传感器、缓冲装置等结构构成重力发生装置对电子计价秤进行加载，其中S-type称重传感器代替标准砝码作为标准器，对比检定装置和电子计价秤显示的压力值得到误差量。计算误差量是否超过最大允许误差，是则不合格，否则合格。重力通过S-type称重传感器实现量值溯源。装置由铝合金型材构成框架，具有四个把手，整机质量轻，便于携带及移动。电气部分实时采集信号并处理、控制步进电机以及直线步进电机的运动。通过控制步进电机与丝杆、光轨、 T型槽滑轨等结构实现X、Y、Z三维位置调整，进而实现电子计价秤检定规程中规定的偏载检测。实时压力值显示在液晶屏上。通过控制直线步进电机，并采集实时压力信号作为反馈信号，实现重力发生装置的精密力值加载。

本发明的有益效果是，本装置可以实现对量程为30kg以内、检定分度值10g以上的电子计价秤的检定装置；自动化程度高，可以减少人员参与，提高检定效率，节省检定时间；便于携带，可以实现电子计价秤的现场检定；可实现稳定精确的重力加载，仅需将标准器S-type称重传感定期校准，便于使用维护。

附图说明

图1为便携式电子计价秤检定装置机械简图主视图；

图2为便携式电子计价秤检定装置机械简图左视图；

图3为缓冲结构机械图；

图4为Z轴移动平台机械图；

图5为处理电路结构框图；

图中，地脚螺栓1、铝合金型材2、把手3、光轴滑块4（a）、光轴滑块4（b）、电子秤放置板5、丝杆固定座6（a）、丝杆固定座6（b）、长丝杆7、光轴8（a）、光轴8（b）、光轴固定座9（a）、光轴固定座9（b）、光轴固定座9（c）、光轴固定座9（d）、联轴器10、Z轴丝杆固定座11（a）、Z轴丝杆固定座11（b）、内六角螺钉12、定位板13、滑轨14（a）、滑轨14（b）、Z轴滑块15（a）、Z轴滑块15（b）、内六角螺钉16、步进电机17（a）、步进电机17（b）、步进电机17（c）、内六角螺钉18、内六角螺钉19、铸直角20、T型螺栓螺母组套21、内六角螺钉22、直线步进电机23、Z轴丝杆螺母24、螺栓25、电机固定板26、紧固螺母27、S-type称重传感器28、六角螺母29（a）、六角螺母29（b）、缓冲套筒30、缓冲端盖31、弹簧32、缓冲心轴33、缓冲挡板34、加载头35、Z轴丝杆36、Z轴固定板37、紧固板38、缓冲垫片39、内六角螺钉40、丝杆滑块41、斜支撑梁42（a）、斜支撑梁42（b）。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步描述。

如图1、图2所示，本发明主体重力发生装置包括：内六角螺钉22、直线步进电机23、Z轴丝杆螺母24、螺栓25、电机固定板26、紧固螺母27、S-type称重传感器28、螺母29(a)、螺母29(b)以及缓冲装置组成。其中，所述的电机固定板26通过六个相同的所述的内六角螺钉22紧固在所述的Z轴丝杆螺母24上端；所述的直线步进电机23通过四个相同的所述的螺栓25和四个相同的所述的紧固螺母27固定在所述的电机固定板26的上端；所述的S-type称重传感器28通过所述的螺母29(a)固定在所述的直线步进电机23伸出丝杆的最下端螺纹处；所述的缓冲装置通过所述的螺母29(b)固定在所述的S-type称重传感器28的下部。其中所述的直线步进电机23的型号：海顿直线步进电机57K47-05-015；所述的S-type称重传感器28型号：HBM（1-RSCC3-50KG-1）。

如图4所示，缓冲装置包括：缓冲套筒30、缓冲端盖31、弹簧32、缓冲心轴33、缓冲挡板34、加载头35、缓冲垫片39、内六角螺钉40。其中，所述的缓冲装置通过所述的螺母29(b)和所述的内六角螺钉40固定在所述的S-type称重传感器28的下部；所述的缓冲心轴33的插入所述的缓冲套筒30的套筒内；所述的缓冲垫片39套在所述的缓冲心轴33上；所述的缓冲端盖31穿过所述的缓冲心轴33上，并拧在所述的缓冲套筒30下部的螺纹上；所述的弹簧32套在所述的缓冲心轴33中部；所述的缓冲挡板34固定在所述的缓冲心轴33轴径最下端螺纹上；所述的加载头35固定在所述的缓冲心轴33最下端。

如图1、图2所示，主体框架由所述的铝合金型材2构成，所述的铝合金型材2通过数个所述的铸直角20、T型螺栓螺母组套21连接；主体框架通过四个相同的所述的地脚螺栓1放置在地面上；两个斜支撑梁42（a）、42（b）完成对铝合金型材的侧向支撑。四个相同的所述的把手3固定在主体框的中部横梁上；所述的检定装置可以实现所述的Z轴固定板37的Y轴移动、所述的电子秤放置板5的X轴移动以及所述的电机固定板26的Z轴移动。其中，所述的铝合金型材2的型号：4040W。 

其中，所述的Z轴固定板37的Y轴位置调整装置包括：步进电机17（a）、长丝杆7、光轴8（a）、光轴8（b）、丝杆滑块41、光轴滑块4（a）、光轴滑块4（b）、丝杆固定座6（a）、丝杆固定座6（b）、光轴固定座9（a）、光轴固定座9（b）、光轴固定座9（c）、光轴固定座9（d）、紧固板38。所述的光轴8（a）通过所述的光轴固定座9（a）与所述的光轴固定座9（b）固定在所述的主体框架的竖直架之间；所述的长丝杆7通过所述的丝杆固定座6（a）和所述的丝杆固定座6（b）固定在所述的主体框架的竖直架之间；所述的光轴8（b）通过所述的光轴固定座9（c）与所述的光轴固定座9（d）固定在所述的主体框架的竖直架之间；所述的Z轴固定板37固定在所述的丝杆滑块41、光轴滑块4（a）、光轴滑块4（b）的一侧；所述的紧固板38固定在所述的丝杆滑块41、光轴滑块4（a）、光轴滑块4（b）的另一侧；所述的步进电机17（a）驱动所述的长丝杆7；其中，所述的长丝杆7的直径为20mm；所述的丝杆固定座6（a）与所述的丝杆固定座6（b）型号为：TBI-FK-20；所述的光轴8（a）、光轴8（b）的直径为20mm；所述的光轴固定座9（a）、光轴固定座9（b）、光轴固定座9（c）、光轴固定座9（d）型号为：SHF-20。

其中所述的电子秤放置板5的X轴移动调整装置将电子秤放置板5固定在丝杆及光轴的滑块上，其余结构均与所述的Z轴固定板37的Y轴位置调整装置结构一致，此处不赘述。

如图3所示，Z轴位置调整装置包括：步进电机17（b）、联轴器10、Z轴丝杆固定座11（a）、Z轴丝杆固定座11（b）、内六角螺钉12、定位板13、导轨14（a）、导轨14（b）、Z轴导轨滑块15（a）、Z轴导轨滑块15（b）、内六角螺钉16、内六角螺钉18、内六角螺钉19、电机固定板26、Z轴丝杆36、Z轴固定板37。其中，所述的定位板13通过四个相同的所述的内六角螺钉19固定在所述的Z轴固定板37上；所述的滑轨14（a）、滑轨14（b）通过十六个相同的所述的内六角螺钉18固定在所述的Z轴固定板37上，并紧靠所述的定位板13左右两侧；所述的Z轴丝杆固定座11（a）、Z轴丝杆固定座11（b）通过八个相同的所述的内六角螺母12固定在所述的Z轴固定板37上，并紧靠所述的定位板13上下两侧；所述的Z轴丝杆滑块15（a）套在所述的滑轨14（a）上；所述的Z轴丝杆滑块15（b）套在所述的滑轨14（b）上；所述的电机固定板26通过八个相同的所述的内六角螺钉16固定在所述的Z轴丝杆滑块15（a）、Z轴丝杆滑块15（b）上；所述的步进电机17（b）通过所述的联轴器10固定在所述的Z轴丝杆36上部，驱动所述的丝杆36；

本发明的工作方式如下：

如图5所示，为整个仪器的电气原理图。包括：S-type称重传感器28、模/数转换器HX711、微处理器ATMEGA8、串口通讯芯片MAX232、红外键盘输入HX1838、稳压电源、液晶LCD1602、直线步进电机驱动DCM8028、步进电机驱动、直线步进电机23、步进电机17（a）、17（b）、17（c）。

首先检查好设备，通过所述的串口通讯芯片MAX232将程序烧录至所述的微处理器ATMEGA8中，连接所述的稳压电源，开启电源。然后，将电子计价秤放置在所述的电子秤放置板5上，且置于中心位置。准备工作。

通过所述的红外键盘输入偏载/称量检测，所述的微处理器ATMEGA8接收红外信号并向所述的步进电机驱动发出脉冲信号，所述的步进电机驱动所述的步进电机17（a）、17（b）、17（c）将整个装置调整至所需位置。

当进行偏载/称量特性等检测时：通过所述的红外键盘输入HX1838输入压力值，所述的微处理器ATMEGA8接收红外信号并向所述的直线步进电机驱动DCM8028发出脉冲信号，所述的直线步进电机驱动DCM8028驱动所述的直线步进电机23进行加载。所述的S-type称重传感器28采集压力信号，压力信号通过所述的模/数转换器HX711输入所述的微处理器ATMEGA8，得到实时压力。实时压力一方面作为压力值显示在所述的液晶LCD1602上，另一方面作为反馈信号反馈到所述的微处理器ATMEGA8中，实现所述的直线步进电机23的反馈控制，进而实现精密力值加载。

整个检定流程及内容依据JJG539-97《数字指示秤检定规程》。

Claims (3)

1. 便携式高精度电子计价秤检定装置，包括重力发生装置，X轴位置调整装置、Y轴位置调整装置和Z轴位置调整装置，其特征在于：

所述的X轴位置调整装置、Y轴位置调整装置完成水平方向的位移调整，所述的Z轴位置调整装置完成竖直方向的位移调整； 这三个位置调整装置分别由三个步进电机驱动，采用丝杆、滑块结构，实现电子计价秤检定规程中规定的偏载检测；

所述的重力发生装置安装在Z轴位置调整装置上，重力发生装置包括直线步进电机、S-type称重传感器、缓冲装置，其中S-type称重传感器代替标准砝码作为标准器，通过控制直线步进电机，并采集实时压力信号作为反馈信号，实现重力发生装置的精密力值加载。

2.根据权利要求1所述的便携式高精度电子计价秤检定装置，其特征在于：所述的缓冲装置包括缓冲套筒、缓冲端盖、弹簧、缓冲心轴、缓冲挡板、加载头和缓冲垫片；其中，所述的缓冲装置固定在所述的S-type称重传感器的下部；缓冲心轴的插入缓冲套筒内；缓冲垫片套在所述的缓冲心轴上；缓冲端盖套在所述的缓冲心轴上，并拧在所述的缓冲套筒下部的螺纹上；所述的弹簧套在所述的缓冲心轴中部；所述的缓冲挡板固定在所述的缓冲心轴轴径最下端螺纹上；所述的加载头固定在所述的缓冲心轴最下端。

3.根据权利要求1所述的便携式高精度电子计价秤检定装置，其特征在于：该装置由铝合金型材构成框架，设置有四个把手。

Images