CN104061993B - 高精度衡器载荷测量仪的自动定值系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高精度衡器载荷测量仪的自动定值系统，包括一基础、一大量程质量比较仪、复数组定值砝码组、及复数个砝码自动加卸载控制装置；每该砝码自动加卸载控制装置均包括一龙门框架、及两加卸载控制机构；每该加卸载控制机构均包括一横向移动单元、一加卸荷单元和一控制柜，横向移动单元包括一第一伺服电机、一移动板、两直线导轨、一限位开关和一丝杠，加卸荷单元包括一油缸、一拉绳式传感器、一油缸驱动部和一油箱；大量程质量比较仪包括一主秤体、一副秤体、及六个数字传感器。本发明不仅能够满足高精度衡器载荷测量仪的量值溯源，保证测量性能的准确可靠，而且操作起来简便快捷，具有较高的检定效率，此外，还具有检定量程大的特点。

Description

高精度衡器载荷测量仪的自动定值系统

【技术领域】

本发明涉及一种大型衡器检定装置的定值系统，具体涉及一种高精度衡器载荷测量仪的自动定值系统。

【背景技术】

固定式电子衡器是目前世界上技术最为成熟的称重计量器具，属于量大面广的计量器具，广泛应用于冶金、化工、铁路、港口及工矿企业各种载重车辆及货物计量，以及用于贸易结算、生产过程中称重流程的工艺控制，是企业提高称重计量现代化水平的理想计量设备。固定式电子衡器在实际投入使用前必须进行检定，确定其准确度等级，另外，大型衡器在使用一段时间后或更换器件后，也要进行再次检定，确认其准确度等级，以便作相应调整使之满足准确度要求。

申请日为2011年12月28日、申请号为201110447098.1的中国发明专利“一种大型衡器的检定结构”揭露了：包括至少与被测衡器的称重传感器数量一致的检定单元和一用于支撑各检定单元的基础，该基础上设置有一用于容置被测衡器的基坑，且该基坑两侧的基础上分别设置有基础预埋板；其不仅可大大提高检定大型衡器的工作效率和安全性、及节约成本，且结构简单。

上述所公开的一种大型衡器的检定结构也可叫高精度衡器载荷测量仪。为了满足测量仪的量值溯源，保证测量仪测量性能的准确可靠，特提出了本发明高精度衡器载荷测量仪的自动定值系统。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题在于提供一种高精度衡器载荷测量仪的自动定值系统，不仅能够满足高精度衡器载荷测量仪的量值溯源，保证高精度衡器载荷测量仪测量性能的准确可靠，而且操作起来简便快捷，具有较高的效率。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种高精度衡器载荷测量仪的自动定值系统，包括一基础、一大量程质量比较仪、复数组定值砝码组、及复数个砝码自动加卸载控制装置，所述大量程质量比较仪安装于基础上；

每所述砝码自动加卸载控制装置均包括一龙门框架、及两加卸载控制机构，所述龙门框架由一横梁和两固定安装于基础上的竖梁组成，两所述竖梁分别垂直固定于横梁的两端，两该竖梁分别位于大量程质量比较仪的两侧，且两所述加卸载控制机构对称安装于横梁上；每所述加卸载控制机构均包括一横向移动单元、一加卸荷单元和一控制柜，所述横向移动单元包括一第一伺服电机、一移动板、两相互平行的直线导轨、一位于大量程质量比较仪正上方的限位开关和一丝杠，所述第一伺服电机、直线导轨及限位开关均安装于龙门框架上，且该第一伺服电机通过一减速机与丝杠的首端衔接，所述移动板与丝杠的螺母固定连接，且该移动板滑配并架于两直线导轨上，所述加卸荷单元包括一安装于移动板上的油缸、一拉绳式传感器、一油缸驱动部和一为油缸供油的油箱，所述拉绳式传感器的一端固定于油缸的缸体上，该拉绳式传感器的另一端固定于油缸的活塞杆上，所述油箱通过该油缸驱动部与油缸连接，所述油缸驱动部、第一伺服电机、限位开关、拉绳式传感器分别与控制柜连接，且所述油缸的活塞杆与一组所述定值砝码组的吊杆连接；

所述大量程质量比较仪包括一方形的主秤体、一与该主秤体相同的副秤体、及六个位于同一平面上的数字传感器，所述主秤体与副秤体并列连接形成一方形秤体，其中两所述数字传感器安装于主秤体与副秤体的连接处，且另外四个所述数字传感器分别安装于方形秤体的四个角处；

每组所述定值砝码组均由复数个砝码依次从上到下逐级悬挂连接而成。

进一步地，所述油缸驱动部包括一油管、及依次连接的一伺服油泵、一第二伺服电机和一伺服驱动器，所述油管的一端与油缸的缸体连通，该油管的另一端伸至油箱内，所述伺服油泵设于油管上，且该油管上还设有一电磁换向阀，所述电磁换向阀位于油缸与伺服油泵之间，所述伺服驱动器与控制柜连接。

进一步地，所述方形秤体的台面上均匀布设有两列用以放置定值砝码组的定位凸台，且每列定位凸台的数量为6个。

进一步地，所述基础上设有两列与定位凸台一一对应的凸形平台，且所述凸形平台均位于竖梁的内侧。

进一步地，所述定值砝码组的数量为8组，且每组重量为18.75t；所述砝码自动加卸载控制装置为5个。

本发明高精度衡器载荷测量仪的自动定值系统的有益效果在于：通过大量程质量比较仪与砝码自动加卸载控制装置的设计，不仅能够满足高精度衡器载荷测量仪的量值溯源，使其能够溯源到F2级砝码，保证高精度衡器载荷测量仪测量性能的准确可靠，而且操作起来简便快捷，具有较高的效率，此外，还具有量程大的特点。

【附图说明】

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。

图1是本发明高精度衡器载荷测量仪的自动定值系统的示意图。

图2是本发明高精度衡器载荷测量仪的自动定值系统的俯视图。

图3是本发明高精度衡器载荷测量仪的自动定值系统的主视图(含局部剖视)。

图4是本发明中大量程质量比较仪的示意图。

图5是图4中A部分的主视放大图。

图6是图4中B部分的主视放大图。

图7是本发明中定值砝码组的主剖视图之一。

图8是本发明中定值砝码组的主剖视图之二。

图9是图8中C部分的放大图。

图10是本发明中定值砝码组的主剖视图之三。

【具体实施方式】

请结合参阅图1，本发明高精度衡器载荷测量仪的自动定值系统，包括一基础10、一大量程质量比较仪20、复数组定值砝码组30、及复数个砝码自动加卸载控制装置40，所述大量程质量比较仪20安装于基础10上。

请结合参阅图2与图3，每所述砝码自动加卸载控制装置40均包括一龙门框架401、及两加卸载控制机构402，所述龙门框架401由一横梁4011和两固定安装于基础10上的竖梁4012组成，两所述竖梁4012分别垂直固定于横梁4011的两端，两该竖梁4012分别位于大量程质量比较仪20的两侧，且两所述加卸载控制机构402对称安装于横梁4011上；每所述加卸载控制机构402均包括一横向移动单元4021、一加卸荷单元4022和一控制柜4023，所述横向移动单元4021包括一第一伺服电机11、一移动板12、两相互平行的直线导轨13、一位于大量程质量比较仪20正上方的限位开关14和一丝杠15，所述第一伺服电机11、直线导轨13及限位开关14均安装于龙门框架401上，且该第一伺服电机11通过一减速机16与丝杠15的首端151衔接，所述移动板12与丝杠15的螺母152固定连接，且该移动板12滑配并架于两直线导轨13上，所述加卸荷单元4022包括一安装于移动板12上的油缸21、一拉绳式传感器22、一油缸驱动部23和一为油缸21供油的油箱24，所述拉绳式传感器22的一端固定于油缸21的缸体211上，该拉绳式传感器22的另一端固定于油缸21的活塞杆212上，所述油箱24通过该油缸驱动部23与油缸21的缸体211连接，所述油缸驱动部23、第一伺服电机11、限位开关14、拉绳式传感器22分别与控制柜4023连接，且所述油缸21的活塞杆212与一组所述定值砝码组30的吊杆301连接。

所述油缸驱动部23包括一油管231、及依次连接的一伺服油泵232、一伺服电机233和一伺服驱动器234，所述油管231的一端与油缸21的缸体211连通，该油管231的另一端伸至油箱24内，所述伺服油泵232设于油管231上，且该油管231上还设有一电磁换向阀235(电磁换向阀235是通过控制柜4023控制的)，所述电磁换向阀235位于油缸21与伺服油泵232之间，所述伺服驱动器234与控制柜4023连接。拉绳式传感器22与控制柜4023连接。

请结合参阅图4至图6，大量程质量比较仪20包括一方形的主秤体201、一与该主秤体201相同的副秤体202、及六个位于同一平面上的数字传感器203，所述主秤体201与副秤体202并列连接形成一方形秤体200，其中两所述数字传感器203安装于主秤体201与副秤体202的连接处，且另外四个所述数字传感器203分别安装于方形秤体200的四个角处；另外，所述方形秤体200的台面上均匀布设有两列用以放置定值砝码组30的定位凸台204，且每列定位凸台204的数量为6个，定位凸台204的设置是为了保证定值砝码组30与检定装置的放置位置一致，避免了因二者放置位置不一致而产生的角差，即确保得出的量值更为准确。

通过同时设置主秤体201与副秤体202使得该大量程质量比较仪20具有多个台面，且结合数字传感器203的布设，使该大量程质量比较仪20在应用时只需将定值砝码组30或测量仪放置于方形秤体200上即可，即定值砝码组30的放置位置并非是特定的，从而操作起来更为方便，此外，该大量程质量比较仪20还具有准确度较高、及能够对较大的量值进行溯源的特点。

所述基础10上设有两列与定位凸台204一一对应的凸形平台101，且所述凸形平台101均位于竖梁4012的内侧。

请结合参阅图7至图10，本发明中每组定值砝码组30均由复数个砝码依次从上到下逐级悬挂连接而成，每个砝码的结构相同，且在本实施例中定值砝码组30上相邻两砝码之间所能拉开的最大距离设计为25mm；为了更为详细的说明每组定值砝码组30中砝码的连接关系，以图8中相邻的砝码32与砝码33为例进行说明：砝码32的下表面中心处嵌有一衔接部321，且该衔接部321的端口连接一卡阻部322，砝码32的上表面中心处向内凹陷形成一用以容置上一级砝码即砝码33的卡阻部332的空间323，空间323包括从上到下依次设置且相互连通的一上空间3231和一下空间3232；下空间3232的敞口宽度D1小于上一级砝码即砝码33的卡阻部332的宽度D2，即卡阻部332始终位于下空间3232内并且被下空间3232的敞口阻挡，且上空间3231与上一级砝码即砝码33的衔接部331的端口相匹配，使得衔接部331的端口能够于上空间3221内上下移动。需要说明的是，图7为定值砝码组30完全未加载至大量程质量比较仪20上的状态；而图8为定值砝码组30部分加载至大量程质量比较仪20上的状态，具体地，砝码32以下(包括砝码32)的所有砝码均加载至大量程质量比较仪20上，而砝码32以上的所有砝码(例如砝码33、砝码34……)均处于未加载状态；图10未定值砝码组30完全加载至大量程质量比较仪20上的状态。

其中，横向移动单元4021的工作原理：通过操作控制柜4023使得第一伺服电机11启动，第一伺服电机11带动减速机16运行，丝杠15在减速机16的运行作用下转动，则丝杠15的螺母152沿着丝杠15做直线运动，而移动板12在丝杠15的螺母152带动下沿着两直线导轨13滑动，安装于移动板12上的油缸21则随着移动板12的滑动而在横向上移动，从而使连接于油缸21的活塞杆212上的定值砝码组30随之在横向上移动；当移动板12移动至加载位置正上方时，限位开关14动作，此时限位开关14发出电信号，控制柜4023接收到限位开关14发出的信号则断掉第一伺服电机11的电源即关闭第一伺服电机11，移动板12停止移动。

加卸荷单元4022的工作原理：通过操作控制柜4023使伺服驱动器234驱动第二伺服电机233正转，第二伺服电机233驱动伺服油泵232工作，在伺服油泵232的作用下，油缸21缸体211内的液压油通过电磁换向阀235(电磁换向阀235是通过控制柜4023控制的)回流到油箱24，油缸21的活塞213向下运动，从而使得油缸21的活塞杆211上连接的砝码组30向下移动，且拉绳式传感器22监测油缸21的活塞杆211所移动的位移大小，计算机根据拉绳式传感器22的监测结果控制伺服驱动器234，如此形成一个闭环控制系统，实时监测并控制砝码组30向下移动的行程；反之，通过操作控制柜4023使伺服驱动器234驱动第二伺服电机233反转，第二伺服电机233驱动伺服油泵232工作，在伺服油泵232的作用下，油箱24内的液压油通过电磁换向阀235对油缸21的缸体211内进油，上升的液位将油缸21的活塞213向上推动，从而带动活塞杆212向上运动，则活塞杆211上连接的砝码组30向上移动，且拉绳式传感器22监测油缸21的活塞杆211所移动的位移大小，计算机根据拉绳式传感器22的监测结果控制伺服驱动器234，如此形成一个闭环控制系统，实时监测并控制砝码组30向上移动的行程。

当定值砝码组30在横向移动单元4021与加卸荷单元4022的协作下移至大量程质量比较仪20上进行检定时，大量程质量比较仪20包括一方形的主秤体201、一与该主秤体201相同的副秤体202、及六个位于同一平面上的数字传感器203，所述主秤体201与副秤体202并列连接形成一方形秤体200，其中两所述数字传感器203安装于主秤体201与副秤体202的连接处，且另外四个所述数字传感器303分别安装于方形秤体200的四个角处；另外，所述方形秤体200的台面上均匀布设有两列用以放置定值砝码组30的定位凸台204，且每列定位凸台204的数量为6个。

另外，所述基础10上设有两列与定位凸台204一一对应的凸形平台101，且所述凸形平台101均位于竖梁4012的内侧。

当本发明用以检定150t的高精度衡器载荷测量仪时，采用8组定值砝码组30，且每组定值砝码组30的重量为18.75t；且采用5个砝码自动加卸载控制装置40，其中4个砝码自动加卸载控制装置40的油缸21活塞杆212分别连接一组该定值砝码组30，而剩下的砝码自动加卸载控制装置40作为备用。

采用本发明自动定值系统对于整套高精度衡器载荷测量仪进行量值溯源时，先用砝码对精度衡器载荷测量仪的自动定值测量装置定值，然后使用该装置定值高精度衡器载荷测量仪，再用砝码对测量仪自动定值测量装置定值，即使用常规的“A-B-A”法实现量值传递；具体实施过程是：

(1)、加载前，定值砝码组30放置在大量程质量比较仪20两侧的基础10上，且将定值砝码组30的吊杆301连接于油缸21的活塞杆212，之后通过加卸荷单元4022实现活塞杆212向上运动，且活塞杆212每向上运动的位移达到25mm则提起一块砝码直至整个定值砝码组30被完全提起，接着经由横向移动单元4021将整个定值砝码组30横向移动至大量程质量比较仪20加载位置的正上方，然后再操作控制柜4023使加卸荷单元4022运行以实现活塞杆212向下运动，当定值砝码组30中最下端的那一砝码放置于大量程质量比较仪20上时，则实现了定值砝码组30中最下端的那一砝码的加载，之后活塞杆212每向下运动的位移达到25mm则加载一砝码直至整个定值砝码组30被完全加载至大量程质量比较仪20上，并记录逐个砝码加载时大量程质量比较仪20上显示的数值；

(2)、按照(1)过程的逆过程依次逐个将砝码从大量程质量比较仪20上提起即对定值砝码组30中的砝码进行逐个卸载，并记录逐个砝码卸载时大量程质量比较仪20上显示的数值；

(3)、按照《数字指示秤》国家检定规程检定点要求，根据(1)中记录下来的数值与(2)中记录下来的数值，逐级给衡器载荷测量仪定值。

另外，需要说明的是，自动定值系统上放置砝码的平台形状、面积与高精度衡器载荷测量仪完全相同，保证自动定值系统两次称量的一致性，实现量值的准确传递。

Claims (5)

1.一种高精度衡器载荷测量仪的自动定值系统，其特征在于：包括一基础、一大量程质量比较仪、复数组定值砝码组、及复数个砝码自动加卸载控制装置，所述大量程质量比较仪安装于基础上；

每所述砝码自动加卸载控制装置均包括一龙门框架、及两加卸载控制机构，所述龙门框架由一横梁和两固定安装于基础上的竖梁组成，两所述竖梁分别垂直固定于横梁的两端，两该竖梁分别位于大量程质量比较仪的两侧，且两所述加卸载控制机构对称安装于横梁上；每所述加卸载控制机构均包括一横向移动单元、一加卸荷单元和一控制柜，所述横向移动单元包括一第一伺服电机、一移动板、两相互平行的直线导轨、一位于大量程质量比较仪正上方的限位开关和一丝杠，所述第一伺服电机、直线导轨及限位开关均安装于龙门框架上，且该第一伺服电机通过一减速机与丝杠的首端衔接，所述移动板与丝杠的螺母固定连接，且该移动板滑配并架于两直线导轨上，所述加卸荷单元包括一安装于移动板上的油缸、一拉绳式传感器、一油缸驱动部和一为油缸供油的油箱，所述拉绳式传感器的一端固定于油缸的缸体上，该拉绳式传感器的另一端固定于油缸的活塞杆上，所述油箱通过该油缸驱动部与油缸连接，所述油缸驱动部、第一伺服电机、限位开关、拉绳式传感器分别与控制柜连接，且所述油缸的活塞杆与一组所述定值砝码组的吊杆连接；

所述大量程质量比较仪包括一方形的主秤体、一与该主秤体相同的副秤体、及六个位于同一平面上的数字传感器，所述主秤体与副秤体并列连接形成一方形秤体，其中两所述数字传感器安装于主秤体与副秤体的连接处，且另外四个所述数字传感器分别安装于方形秤体的四个角处；

每组所述定值砝码组均由复数个砝码依次从上到下逐级悬挂连接而成。

2.根据权利要求1所述的高精度衡器载荷测量仪的自动定值系统，其特征在于：所述油缸驱动部包括一油管、及依次连接的一伺服油泵、第二伺服电机和一伺服驱动器，所述油管的一端与油缸的缸体连通，该油管的另一端伸至油箱内，所述伺服油泵设于油管上，且该油管上还设有一电磁换向阀，所述电磁换向阀位于油缸的缸体与伺服油泵之间，所述伺服驱动器与控制柜连接。

3.根据权利要求1所述的高精度衡器载荷测量仪的自动定值系统，其特征在于：所述方形秤体的台面上均匀布设有两列用以放置定值砝码组的定位凸台，且每列定位凸台的数量为6个。

4.根据权利要求3所述的高精度衡器载荷测量仪的自动定值系统，其特征在于：所述基础上设有两列与定位凸台一一对应的凸形平台，且所述凸形平台均位于竖梁的内侧。

5.根据权利要求1所述的高精度衡器载荷测量仪的自动定值系统，其特征在于：所述定值砝码组的数量为8组，且每组重量为18.75t；所述砝码自动加卸载控制装置为5个。