CN109425420B - 一种称重方法及其存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种称重方法，包括：测量被测物的重量W；读取秤台的翻滚角r和俯仰角p；获取被测物的放置位置坐标(x₀,z₀)；根据所述翻滚角r和所述俯仰角p计算因称重状态引起的误差error1，根据所述被测物的放置位置坐标(x₀,z₀)、所述翻滚角r和所述俯仰角p计算因称重位置引起的误差error2，并根据error1和error2计算修正后的重量Wc。

Description

一种称重方法及其存储介质

技术领域

本发明涉及一种称重方法，主要涉及一种在水平和倾斜状态下实现精确称量的称重方法以及存储介质。

背景技术

称重传感器是一种测量物体重量的基本元件，它将被测物的重量转化为弹性元件的变形，再转化为电信号进行识别并测量，以得到被称量对象的重量。

目前许多商用衡器，特别是高精度应用场合，每个产品会配有水平泡用于调节秤体的水平状态，从而保证计量性能。在使用这类产品时，先观察水平泡的位置，如果水平泡偏离水平状态，则需调节产品的四个角，使得产品恢复水平位置。所以，这需要额外的人工操作，操作的时间也较长。

进行称重时，一般需要把称量产品的重心放置于秤台中心，而实际应用过程中，会由于放置位置的不同、称量产品密度不均匀而导致称量产品的重心不在秤台的中心处，这也会导致称量误差，称为角差。以电子秤为例，其角差调整方法为：在电子秤的秤台上任意选择若干点放置砝码，记录在不同测量点的称量值，根据称量值计算调整参数，再根据调整参数对弹性体进行打磨，改变弹性体对不同位置的称量值的敏感度。

此方法的缺点在于：一、此种方法需要人工手动操作，使得效率低下，而且，由于放置砝码位置的不同、及位置的多少对调整参数的计算有影响，从而会影响最终的称重数值；二、当最终用户使用电子秤时，放置电子秤的台面若是倾斜的，而此时，用户不再调整角差，而是直接使用电子秤进行测量，倾斜的台面和放置称量物的位置会影响称重数值。

为了方便客户使用，也为了保证产品的计量性能，一些产品提供了自动倾斜补偿功能，通过倾斜传感器测量倾斜角度，自动补偿因倾斜造成的重量变化，用户在使用过程中无需调节水平即可使用，为客户节约了时间和人工。但是，该方法未涉及秤台是倾斜的状态下，因放置称量物的位置不同造成的重量误差的修正方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种实现在水平和倾斜状态下、在任意加载位置时的称重系统及方法，提高称量精度，并提高工作人员的效率。

一种称重方法，包括：测量被测物的重量W；读取秤台的翻滚角r和俯仰角p；获取被测物的放置位置坐标(x₀,z₀)；根据所述翻滚角r和所述俯仰角p计算因称重状态引起的误差error1，根据所述被测物的放置位置坐标(x₀,z₀)、所述翻滚角r和所述俯仰角p计算因称重位置引起的误差error2，并根据error1和error2计算修正后的重量Wc，Wc＝W/((1+error1)(1+error2))。

本发明考虑了秤台的状态和被测物的位置对称重结果的误差，并用相应的算法计算该误差，再计算修正后的重量，计算方法简单，精度较高。本发明的上述计算不用人工参与，提高了工作效率。

优选的，因称重状态引起的误差error1的计算公式如下，其中，a₁₁,a₁₂,…a₃₃为称重状态修正参数。

优选的，因称重位置引起的误差error2的计算方法如下，其中，b₁₁,b₁₂…b₈₈为称重位置修正参数。

本发明利用分别利用上述公式计算称重状态引起的误差error1，称重位置引起的误差error2，计算简单便捷。

优选的，被测物的放置位置(x₀,z₀)由称重位置获取结构直接得到。

优选的，被测物的放置位置(x₀,z₀)由2个或2个以上所述称重传感器的称重数据计算得到，其计算公式如下，其中，lc₁,lc₂…lc_n为n个所述称重传感器的称重数据，且n≥2；a₀,a₁,a₂…a_n为位置x₀的计算参数；b₀,b₁,b₂…b_n为位置z₀的计算参数。

当有多个称重传感器其时，本发明利用多个称重传感器的称重结果计算被测物的放置位置，减少了称重位置获取结构，降低成本，且计算方法简单。

本发明还提供了一种称重方法，包括：当秤台水平时，测量被测物的重量W；获取被测物的放置位置坐标(x₀,z₀)；根据所述被测物的放置位置坐标(x₀,z₀)计算因称重位置引起的误差error2，并根据error2计算修正后的重量Wc，Wc＝W/(1+error2)。

优选的，通过下述公式计算因称重位置引起的误差error2，其中，b₁₁,b₁₂…b₈₈为称重位置修正参数。

本发明兼容了计算倾斜状态下和水平状态下由称重位置引起的误差，获得精确地称重数据，应用简便且范围广。

本发明还提供一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制所述存储介质所在装置执行如上所述的称重方法。

综上所述，本发明的称重方法考虑了秤台的水平或倾斜状态、称重位置对称重结果的影响，并通过算法计算了秤台的水平或倾斜状态、称重位置对称重结果产生的误差，并用来修正称重结果，使得计算较为准确，且不用人工参与，提高了工作效率。

附图说明

本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1示出了本发明的电子称重结构框图。

图2示出了应用图1所示的电子称重结构框图的电子秤结构示意图。

图3示出了应用图1所示的电子秤在倾斜状态下的电子称重结构示意图。

图4示出了应用图1所示的电子称重结构框图的另一电子秤结构示意图。

附图标记：

001-秤体

1-秤台

2-称重处理控制单元

3-称重传感器

4-称重位置获取结构

5-称重状态识别装置

6-显示器

7-被测物

具体实施方式

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

现在将详细参考附图描述本发明的实施例。现在将详细参考本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。此外，尽管本发明中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本发明说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本发明。

实施例一：

图1示出了本发明的电子称重结构框图。图2示出了应用图1所示的电子称重结构框图的电子秤结构示意图。

如图1至2所示，电子称重结构包括：

秤台1，被测物放置于秤台1上进行称重。

称重传感器3，位于秤体001内部，将被测物的重量转化为弹性元件的变形，再转化为电信号进行识别测量，以得到被测物的重量。

称重处理控制单元2，安装于称重传感器3上，是整个称重系统的核心模块，用于获取称重传感器输出的原始称重信号并对其进行信号处理；获取称重状态识别装置5输出的状态信息和称重位置获取结构4输出的位置信息，再计算重量修正值，对称重信号进行修正；

称重位置获取结构4，安装于秤台1下方，与秤台1的尺寸相同，用于识别称重的位置，用于接收称重处理控制单元2的指令、或向称重处理控制单元2输出位置信息，称重位置获取结构4可以是电容感应触摸屏、电阻压力触摸屏、表面声波触摸屏、红外感应触摸屏或位置测量系统；

称重状态识别装置5，独立安装于秤体001内部，用于获取秤体是水平状态或倾斜状态；称重状态识别装置5可以是加速度计、角度传感器，或者电容式倾角传感器等；

显示器6用于显示被测物的重量值或其他信息，可与秤体001组成一体式的秤或分离式的秤。

对于商用衡器，一般只需要一个称重传感器，为了节省空间，可把称重状态识别装置5集成于称重处理控制单元2中。

图3示出了应用图1所示的电子秤在倾斜状态下的电子称重结构示意图。

当秤体倾斜时，建立如图3所示的坐标系，x轴为坐标系横轴，z轴为坐标系纵轴，按照下述方法计算最终的称量数值：

步骤11：测量被测物的重量W；

步骤12：当秤体倾斜时，获取翻滚角r，俯仰角p，其中，翻滚角r为秤台围绕x轴翻转的角度，俯仰角p为秤台围绕z轴翻转的角度。

步骤13：根据下述公式计算因称重状态而引起的称重误差error1，

其中，a₁₁，a₁₂…a₃₃为称重状态修正参数。

步骤14：获取被测物7重心的坐标(x₀,z₀)，其中，x₀为被测物7重心在x轴的坐标，z₀为被测物7重心在z轴的坐标。

步骤15：根据下述公式计算因称重位置而引起的称重误差error2，

其中，b₁₁,b₁₂…b₈₈为称重位置修正参数。

步骤16：最后，根据下述公式计算修正后的重量数值，

Wc＝W/((1+error1)(1+error2))

其中，Wc为修正后的称重系统的输出，W为修正前的称重系统的输出。

在实施例一中，先通过步骤11测量被测物的重量W，再通过步骤12和13计算因称重状态改变而引起的称重误差error1，在通过步骤14和15计算因称重位置改变而引起的称重误差error2。实际中，步骤11、12和14没有先后之分，也可以同时进行，步骤13和15需在步骤12后进行。

通过图1至2所示的电子称重结构和图3的电子秤在倾斜状态下的电子称重结构示意图，通过计算因被测物7重心位置引起的误差和因秤台倾斜而引起的误差，再根据这2种误差计算最终的称量值，结构简单，成本低廉，提高了商用衡器等的测量精度，同时避免了操作人员的手工劳动，大大提高了测量效率。

实施例二：

若秤台1较大，可安装多个称重传感器3，如图4示出的应用图1所示的电子称重结构框图的另一电子秤结构示意图。

实施例二与实施例一的区别在于：实施例一中只有1个称重传感器3，且有称重位置获取结构4获取被测物的坐标(x₀,z₀)；而实施例二包括4个称重传感器3，分别设置于秤体001内的4个角落处，任一称重传感器3上均设置称重处理控制单元2；称重状态识别装置5可独立安装于秤体内部，也可以集成于任一称重传感器3的称重处理控制单元2。

本实施例中，4个称重传感器3组成位置测量系统，利用4个称重传感器3的称重结果可计算出被测物7重心的位置。

根据实施例二中的另一电子秤结构示意图，按照如下方法计算：

步骤21：测量被测物的重量W；

步骤22：当秤体倾斜时，从称重状态识别装置5读取翻滚角r，俯仰角p。

步骤23：被测物7放置于秤台1后，读取4个称重传感器3的称重数据，根据下述公式计算被测物重心的位置(x₀,z₀)；

其中，lc1,lc2,lc3,lc4为4个称重传感器3的称重数据；a₀,a₁,a₂，

a₃，a₄为位置x₀的计算参数；b₀,b₁,b₂，b₃，b₄为位置z₀的计算参数；

步骤24：重复上述步骤13计算因称重状态而引起的称重误差error1；

步骤25：重复上述步骤15计算因称重位置而引起的称重误差error2；

步骤26：重复上述步骤16计算修正后的重量数值。

若秤台更大，使得需要使用6个、8个、甚至更多的称重传感器3，仍可按照上述步骤进行。

在实施例一、二中，秤台为规则的方形结构，若秤台为圆形或其他形状，可根据实际形状设置若干个称重传感器3。例如，若秤台是圆形，可在秤台圆心位置设置一称重传感器，并在秤台的四周边缘处设置称重传感器。

通过图4的电子称重结构框图的另一电子秤结构示意图，通过每个称重传感器3的称重数据计算被测物7重心位置引起的误差，再计算因秤台倾斜而引起的误差，再根据这2种误差计算最终的称量值，结构简单，成本低廉，提高了工业用衡器等的测量精度，同时避免了操作人员的手工劳动，大大提高了测量效率。

实施例三：

实施例三与实施例一的区别在于：实施例一中秤台是倾斜的，因此需要获取翻滚角r和俯仰角p；实施例三种，秤台为水平放置，因此翻滚角r＝0，俯仰角p＝0，其计算方法如下：

步骤31：读取被测物7重心的坐标(x₀,z₀)，其中，x₀为被测物7重心在x轴的坐标，z₀为被测物7重心在z轴的坐标。

步骤32：根据下述公式计算因称重位置而引起的称重误差error2，

其中，b₁₁,b₁₂…b₈₈为称重位置修正参数。

步骤33：最后，根据下述公式计算修正后的重量数值，

Wc＝W/(1+error2)。

其中，Wc为修正后的称重系统的输出，W为修正前的称重系统的输出。

本发明中的技术方案，不仅可以对秤台倾斜时修正称重值，还能对于水平放置的秤台计算修正值，使用范围广，结构简单，成本低廉，避免了操作人员的手工劳动，大大提高了工作效率。

通过以上对称重方法的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件以及必要的硬件平台的方式来实现，基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对于现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的方式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，包括但不限于ROM/RAM(只读存储器/随机存储存储器)、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台或多台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明的各个实施例或者实施例中某些部分所述的方法。

本发明的称重方法可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本发明，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种称重方法，其特征在于，包括：

测量被测物的重量W；

读取秤台的翻滚角r和俯仰角p；

获取被测物的放置位置坐标(x₀,z₀)；

根据所述翻滚角r和所述俯仰角p计算因称重状态引起的误差error1，根据所述被测物的放置位置坐标(x₀,z₀)、所述翻滚角r和所述俯仰角p计算因称重位置引起的误差error2，并根据error1和error2计算修正后的重量Wc，Wc＝W/((1+error1)(1+error2))。

2.如权利要求1所述的称重方法，其特征在于，所述因称重状态引起的误差error1的计算方法如下，

其中，a₁₁,a₁₂,…a₃₃为称重状态修正参数。

3.如权利要求1所述的称重方法，其特征在于，称重位置引起的误差error2的计算方法如下，

其中，b₁₁,b₁₂…b₈₈为称重位置修正参数。

4.如权利要求1所述的称重方法，其特征在于，被测物的放置位置(x₀,z₀)由称重位置获取结构直接获取。

5.如权利要求1所述的称重方法，其特征在于，被测物的放置位置(x₀,z₀)由2个或2个以上的所述称重传感器的称重数据计算得到，其计算公式如下，

其中，lc₁,lc₂…lc_n为n个所述称重传感器的称重数据，且n≥2；a₀,a₁,a₂…a_n为位置x₀的计算参数；b₀,b₁,b₂…b_n为位置z₀的计算参数。

6.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在装置执行如权利要求1-5中任一项所述的称重方法。

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