CN112994636A - 消除自重的方法、存储介质及终端 - Google Patents

Abstract

本发明涉及重量检测技术领域，公开了一种消除自重的方法、存储介质及终端，能够消除自重的影响，提高称量的精度。本发明包括以下步骤：初始化，采集空载下的第一称重信号并进行放大，得到电压值为A的第二称重信号；根据A值以及量程E，确定放大倍数为B；将电压值为零的抵消信号与第二称重信号进行差分运算并进行放大，以得到零位信号；调整抵消信号的电压值，以降低零位信号的电压值，使零位信号的电压值为C。本发明通过调整抵消信号的电压值，并通过差分运算与第二称重信号进行抵消，则可以有效地消除秤体自身的自重信号，该方法不仅简单，方便操作，在后续测量物体重量时，则可以避免因自重对测量结果造成影响，有效地提高测量的精度。

Description

消除自重的方法、存储介质及终端

技术领域

本发明涉及重量检测技术领域，特别是一种消除自重的方法、存储介质及终端。

背景技术

在皮带检重分选秤，失重秤等设备中，电机等传动机构比较重，机械结构需要安装在称重传感器上面，而需要称量物件的重量则不大；例如，传动结构重3kg，而分选物件最大重量为300g，要求分选精度0.1g，那么选择3.5kg的传感器比较合适，但这样系统秤体的自重占比很高；目前主要解决的措施是使用杠杆原理，通过机械配重的方法，抵消部分自重，选择接近检测物体重量的小量程称重传感器，但该方法容易使得结构更为复杂，在空间狭小的地方不易实现；同时在分选秤等动态场合，对应的秤体部分会上下运动，则支点连接处则容易磨损，进而造成平衡点容易破坏，影响称量的精准度。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种消除自重的方法，能够消除自重的影响，提高称量的精度。

本发明还提出一种计算机可读存储介质。

本发明还提出一种终端。

第一方面，根据本发明实施例的消除自重的方法，包括以下步骤：初始化，采集空载下的第一称重信号，对所述第一称重信号进行放大，得到第二称重信号，所述第二称重信号的电压值为A；根据所述A值以及AD转换器的量程E，确定放大倍数为B；将电压值为零的抵消信号与所述第二称重信号进行差分运算并按所述B值进行放大，以得到零位信号；调整所述抵消信号的电压值，以降低所述零位信号的电压值，使所述零位信号的电压值为C。

根据本发明实施例的消除自重的方法，至少具有如下有益效果：调整抵消信号的电压值，并通过差分运算与第二称重信号进行抵消，则可以有效地降低或消除秤体自身的自重信号，该方法不仅简单，方便操作，且不会对秤体造成额外重量的影响，在后续测量物体重量时，则可以避免因自重对测量结果造成影响，且同时还根据自重与量程之间的关系，在称量物体时，对称重信号进行对应的放大，可有效地提高测量的精度。

根据本发明的一些实施例，所述B＝E/(E-A)。

根据本发明的一些实施例，0＜C≤0.2V。

根据本发明的一些实施例，调整所述抵消信号时，使所述抵消信号的电压值接近于所述A或等于所述A。

根据本发明的一些实施例，所述第二称重信号与所述抵消信号通过PGA可编程增益放大器进行差分运算和放大，以得到所述零位信号，并由所述PGA可编程增益放大器输出所述零位信号。

根据本发明的一些实施例，所述抵消信号由DA转换器输出。

根据本发明的一些实施例，在所述零位信号的电压值为所述C后，进行称重的步骤为：采集称重状态下的第三称重信号并放大所述第三称重信号，得到第四称重信号；将所述第四称重信号与电压值为调整后的所述抵消信号进行差分运算并按所述B的值进行放大，以得到第五称重信号。

根据本发明的一些实施例，将所述第五称重信号先进行模数转换并进行称重算法处理，以得到所述第五称重信号对应的重量数值。

第二方面，根据本发明实施例的计算机可读存储介质，所述存储介质存储有一个或者多个程序，一个或者多个所述程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如第一方面所述的消除自重的方法。

根据本发明实施例的存储介质具有和第一方面实施例的消除自重的方法一样的效果，在此不再重复赘述。

第三方面，根据本发明实施例的终端，所述终端包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所述的消除自重的方法。

根据本发明实施例的终端具有和第一方面实施例的消除自重的方法一样的效果，在此不再重复赘述。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例的消除自重的方法的流程示意图；

图2为应用了本发明实施例的消除自重的方法的秤体的电路原理示意图。

附图标记：终端100、称重传感器200、电桥电路300、放大器400、PGA可编程增益放大器500、AD转换器600、DA转换器700。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，如果有描述到第一、第二、第三、第四、第五只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，本发明实施例的消除自重的方法主要应用在一种秤体上，该秤体包括终端100、称重传感器200、电桥电路300、放大器400、PGA可编程增益放大器500、AD转换器600以及DA转换器700，其中，电桥电路300由4个电阻组成，放大器400为IA仪表放大器。终端100的输出端与DA转换器700电性连接，终端100的输入端与AD转换器600电性连接，称重传感器200的两个正负极分别连接在电桥电路300的第一输入端和第二输入端，且电桥电路300的第一输出端和第二输出端分别与放大器400的正极输入端和负极输入端对应连接，放大器400的输出端与PGA可编程增益放大器500的正极输入端连接，DA转换器700的输出端与PGA可编程增益放大器500的负极输入端连接，PGA可编程增益放大器500的输出端与AD转换器600的输入端连接，AD转换器600的输出端与终端100的采集端连接。

其中，AD转换器600和DA转换器700分别与参考电压REF连接，而参考电压REF可以由终端100直接提供，或是设置参考电阻R以及对应的参考电压V，从而由参考电压V经参考电阻R后向AD转换器600和DA转换器700提供参考电压REF。

第一方面，参照图1，根据本发明实施例的消除自重的方法，包括以下步骤：

S100、初始化，采集称重传感器200在空载下的第一称重信号，对第一称重信号进行放大，电桥电路300输出第一称重信号，通过放大器400对第一称重信号进行放大，放大器400输出第二称重信号，第二称重信号的电压值为A；

具体地，先通过终端100输出对应的数字信号给DA转换器700，即通过终端100控制DA转换器700，使DA转换器700输出电压值为零的抵消信号，此时PGA可编程增益放大器500的放大倍数为1，则利用差分运算则可以使PGA可编程增益放大器500直接输出电压值与第二称重信号相等的零位信号给AD转换器600，终端100通过AD转换器600的反馈，则可以确定第二称重信号的电压值为A；此外，还可以直接对第二称重信号进行采集，直接确定第二称重信号的电压值具体数值，如直接由AD转换器600直接采集放大器400的输出信号，或利用其它采集模块，同样可以直接确定二称重信号的电压值具体数值；

S200、根据A值以及AD转换器600的量程E，确定放大倍数为B；其中，终端100隔绝AD转换器600的反馈，确定第二称重信号的A值后，则会根据A值以及AD转换器600的量程E，确定放大倍数为B，同时对PGA可编程增益放大器500的放大倍数进行调整，使其放大倍数为B；

S300、将DA转换器700输出电压值为零的抵消信号与放大器400输出的第二称重信号进行差分运算，即将分别输入到PGA可编程增益放大器500的信号进行差分运运算并放大B倍，PGA可编程增益放大器500输出零位信号；

S400、调整抵消信号的电压值，以降低零位信号的电压值，使零位信号的电压值为C；具体地，通过终端100调整对应的信号给DA转换器700，则可以调整抵消信号的值，当抵消信号的值越大，则零位信号电压值会降低，则可以降低秤体自重的影响，当零位信号电压值逐渐接近C时，则可以消除秤体自重的影响。

其中，需要说明的是，PGA可编程增益放大器500的放大倍数的调节可以直接通过人工方式在PGA可编程增益放大器500上进行调节，或是直接由终端100对PGA可编程增益放大器500的放大倍数进行调节，具体的调节方式属于本领域技术人员常规的技术手段，此处不再进行详细的描述。

在本发明的一些实施例中，0＜C≤0.2V，结合上述的描述以及差分运算的原理可知，当DA转换器700输出与A值相等的电压值时，零位信号则等于零，当信号通过电气器件之间的转换，最终零位信号电压值只能接近于零，而不可能会完全直接等于零，因此结合误差的允许范围，设定0＜C≤0.2V，即只要零位信号的输出值在0到0.2V的范围内，则可以等效认为已基本消除秤体自重信号的影响。

根据零位信号的数值，调整抵消信号，直至零位信号的电压值为C，零位信号是输入到AD转换器600中进行模数转换，并由AD转换器600输出给终端100，终端100根据AD转换器600输出的信号进行运算和处理，当零位信号电压值为C时，AD转换器600则会输出相应的数字信号给终端100，终端100根据对应的数字信号则可以判断零位信号是否为C，此时零位信号若不为C，则可以通过终端100对DA转换器700进行控制，调整DA转换器700的模拟信号值，使抵消信号的电压值逐渐增大，直至终端100判断AD转换器600输出的是对应数值为C的数字信号，则可以停止对抵消信号的电压值进行调整的操作，其中，当零位信号为C时，抵消信号的电压值是接近于A值或等于A的值。

在本发明的一些实施例中，B＝E/(E-A)，结合采用AD转换器600的参数，可以确定AD转换器600的量程的具体数值，如确定AD转换器600量程为0至5V，则可以确定E＝5V，假设此时自重信号即第二称重信号的电压值为3V，即A＝3V，则可以确定放大倍数B＝5/(5-3)＝2.5倍，具体原理如下，当未降低或消除秤体自重影响时，则由于秤体自重的影响的，会输出3V的占比量程给到AD转换器600，则AD转换器600只能再检测剩余2V的量程，即3至5V的称重转换运算，此时配合第二称重信号电压值A以及量程，在降低或消除秤体自重影响下，即可以使秤体原本可以称量的总量程2V扩大到2.5倍，即将称重下的电压值2V信号进一步扩大到5V进行转换和展示，则可以进一步提高测量的精度，对应到换算后的体重进行说明则如下：

假设秤体本身可以称量出0-500g，对应AD转换器600量程为E时，则0g对应的是0V，500g对应的是5V，自重的影响下，会有3V的占比，即自重的影响是300g，则秤体最多只能秤到200g的重量，即称量时，剩余的200g对应的3到5V的量程，此时若通过消除秤体自重的影响，即在未称重的情况下，即使秤体有自重的影响，但对应的量程显示的还是0V，即0g，此时，秤体还有200g的重量，而原本200g内物体的对应的量程是3到5V，由于抵消信号的影响，若未进行倍数为B的放大，则200g内物体在称重时，AD转换器600的量程对应的是显示0到2V，此时若将配合放大倍数为B，如2.5，则可以使200g内物体称量时的量程调整为对应0到5V，即0g对0V，200g对5V，由于被放大，则可以提高测量的精准度。

在本发明的一些实施例中，其中，B＝E/(E-D)，D表示的是D为零位信号为C时的抵消信号对应的电压值，需要说明的是，C的值不是一定要限制在0＜C≤0.2V，只要C比A小，则可以实现降低秤体自重的影响；对应到换算后的体重进行说明则如下：

假设秤体本身可以称量出0-500g，对应AD转换器600量程为E时，则0g对应的是0V，500g对应的是5V，在自重的影响下，会有3V的占比，即自重的影响是300g，则秤体最多只能秤到200g的重量，即称量时，剩余的200g对应的3到5V的量程，此时若通过降低秤体自重的影响，设定调整抵消信号的电压值D＝2V，即在未称重的情况下，即使秤体有自重的影响，此时消除了2V的影响，但还存在1V的影响，即对应的量程显示初始的是1V，即1V实际对应的是0g，表示是空载的情况，此时，秤体还有200g的重量，而原本200g内物体的对应的量程是3到5V，由于抵消信号的影响，若未进行倍数为B的放大，则200g内物体在称重时，AD转换器600的量程对应的是显示1到3V，此时若将配合放大倍数为B，如B＝5/(5-2)＝1.67，则可以使200g内物体称量时的量程调整为对应1.67V到5V，即0g对1.67V，200g对5V，由于被放大，同样是可以提高测量的精准度。

在本发明的一些实施例中，具体地，设定零位信号的电压值为C时，抵消信号的电压值为A，在零位信号的电压值为C后，则进行称重的步骤为：

S500、采集称重传感器200在称重状态下的第三称重信号并放大第三称重信号，得到第四称重信号，第三称重信号由电桥电路300输出，并由放大器400放大，进而得到第四称重信号；

S600、将第四称重信号与电压值为A的抵消信号输入到PGA可编程增益放大器500内进行差分运算，并由PGA可编程增益放大器500按放大倍数为B进行放大，由PGA可编程增益放大器500最终输出第五称重信号，即将第四称重信号与电压值为A的抵消信号进行差分运算和放大，以得到第五称重信号。

S700、将第五称重信号先进行模数转换并进行称重算法处理，以得到第五称重信号对应的重量数值，具体地，第五称重信号由AD转换器600进行模数转换，并由AD转换器600输出对应的数字信号给终端100，终端100则根据对应的数字信号以及称重算法进行处理，从而可以得到称重物体的具体重量。

其中，具体的称重算法处理属于本领域技术人员常规的数字信号处理方式，此处不再进行详细的论述。

第二方面，根据本发明实施例的计算机可读存储介质，存储介质存储有一个或者多个程序，一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如第一方面的消除自重的方法。

第三方面，根据本发明实施例的终端100，终端100包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现如第一方面的消除自重的方法。其中，本发明实施例的终端100与第一方面实施例中所提到的终端100为相同的部件。

可以想到的是，终端100可以采用单片机、DSP处理器等，具体的终端100的种类以及型号选型属于本领域技术人员常规的技术手段，此处不再进行详细的描述。

根据本发明实施例的消除自重的方法，通过如此设置，可以达成至少如下的一些效果，调整抵消信号的电压值，并通过差分运算与第二称重信号进行抵消，则可以有效地降低或消除秤体自身的自重信号，该方法不仅简单，方便操作，且不会对秤体造成额外重量的影响，在后续测量物体重量时，则可以避免因自重对测量结果造成影响，且同时还根据自重与量程之间的关系，在称量物体时，对称重信号进行对应的放大，可有效地提高测量的精度。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种消除自重的方法，其特征在于，包括以下步骤：

初始化，采集空载下的第一称重信号，对所述第一称重信号进行放大，得到第二称重信号，所述第二称重信号的电压值为A；

根据所述A值以及AD转换器的量程E，确定放大倍数为B；

将电压值为零的抵消信号与所述第二称重信号进行差分运算并按所述B值进行放大，以得到零位信号；

调整所述抵消信号的电压值，以降低所述零位信号的电压值，使所述零位信号的电压值为C。

2.根据权利要求1所述的消除自重的方法，其特征在于：所述B＝E/(E-A)。

3.根据权利要求1所述的消除自重的方法，其特征在于：0＜C≤0.2V。

4.根据权利要求1所述的消除自重的方法，其特征在于：调整所述抵消信号时，使所述抵消信号的电压值接近于所述A或等于所述A。

5.根据权利要求1所述的消除自重的方法，其特征在于：所述第二称重信号与所述抵消信号通过PGA可编程增益放大器进行差分运算和放大，以得到所述零位信号，并由所述PGA可编程增益放大器输出所述零位信号。

6.根据权利要求1所述的消除自重的方法，其特征在于：所述抵消信号由DA转换器输出。

7.根据权利要求1至6任一项所述的消除自重的方法，其特征在于，在所述零位信号的电压值为所述C后，进行称重的步骤为：

采集称重状态下的第三称重信号并放大所述第三称重信号，得到第四称重信号；

将所述第四称重信号与电压值为调整后的所述抵消信号进行差分运算并按所述B的值进行放大，以得到第五称重信号。

8.根据权利要求7所述的消除自重的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

将所述第五称重信号先进行模数转换并进行称重算法处理，以得到所述第五称重信号对应的重量数值。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于：所述存储介质存储有一个或者多个程序，一个或者多个所述程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如权利要求1至8中任一项所述的消除自重的方法。

10.一种终端，其特征在于：所述终端包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至8中任一项所述的消除自重的方法。

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