CN117949072A - 称重系统的调整方法 - Google Patents

Abstract

提供一种称重系统的调整方法，包括如下步骤：根据N台称重传感器的输入载荷获得输入载荷总量，根据N台称重传感器的位置坐标求得被称重设备在X方向和Y方向上的质心；基于任一称重传感器的理论载荷表达出其它称重传感器的理论载荷；根据N台称重传感器的理论载荷总量等于输入载荷总量，并根据被称重设备的质心不变原理，求解得到各台称重传感器的理论载荷数据；求得各台称重传感器的理论载荷数据与输入载荷的载荷差值，并将各称重传感器的载荷差值作为对称重传感器进行调整的指导数据。上述调整方法能够方便快捷的指导称重传感器的调整。

Description

称重系统的调整方法

技术领域

本发明涉及称重传感器领域，具体涉及称重系统的调整指示方法领域。

背景技术

在大于3个的称重传感器或传感模块组成的称重系统中，由于称重传感器或传感模块的数量超过3个，从而导致有的称重传感器或传感模块可能受到较小的力、甚至出现不受力的情况，即称重传感器或传感模块处于非“压实”状态，进而导致称重传感器的实际受力状态与称重传感器或传感模块的设计使用状态之间存在差异，影响称重系统的性能。

上述缺陷一般通过对称重传感器垫入或取出垫片，以改变称重传感器或传感模块的高度，从而让受力较少的称重传感器或传感模块承担更多的载荷。其它称重传感器或传感模块承担的载荷减少，进而让称重传感器或传感模块进入“压实”状态，从而确保称重系统的性能。

当前对称重传感器或传感模块的“压实”状态的调整通常有两类方法：第一类方法是人工基于称重传感器或传感模块的输出，结合个人经验调整称重传感器或传感模块“压实”状态；第二种方法是基于称重传感器或传感模块的输出结合机械设计数据，以调整称重传感器或传感模块“压实”状态。

上述两方法在机械结构简单或称重传感器或传感模块的数量较少时，能够费时、费力的实现调整称重传感器或传感模块“压实”状态。但当机械结构复杂情况下，特别是由于现场设备情况复杂时，获得机械设计数据和调整称重传感器或传感模块压实均会变得更复杂、困难。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种称重系统的调整方法，能够方便快捷的指导称重传感器的调整。

为实现上述目的的称重系统的调整方法用于对称重系统内的一台或多台称重传感器进行调整，包括如下步骤：根据N台称重传感器的输入载荷获得输入载荷总量，还根据N台称重传感器的位置坐标分别求得所述被称重设备在X方向和Y方向上的质心；基于任一称重传感器的理论载荷表达出其它称重传感器的理论载荷；根据N台称重传感器的理论载荷总量等于输入载荷总量，并根据所述被称重设备的质心不变原理，求解得到各台称重传感器的理论载荷数据；求得各台称重传感器的理论载荷数据与输入载荷的载荷差值，并将各称重传感器的所述载荷差值作为对称重传感器进行调整的指导数据。

在一个或多个实施例中，获得被称重设备在X方向和Y方向上的质心的计算方式为其中Cx、Cy为所述被称重设备在X方向和Y方向上的质心，wi为称重传感器的输入载荷，x_i是称重传感器在X方向上的位置坐标，y_i是称重传感器在Y方向上的位置坐标，i表示第i台传感器。

在一个或多个实施例中，利用称重传感器的理论载荷计算所述被称重设备在X方向和Y方向上的质心的计算方式为其中Cx、Cy为所述被称重设备在X方向和Y方向上的质心，wt_i为称重传感器的理论载荷，x_i是称重传感器在X方向上的位置坐标，y_i是称重传感器在Y方向上的位置坐标，i表示第i台传感器。

在一个或多个实施例中，理论载荷总量和输入载荷总量的等式为∑w_i＝∑Wt_i，其中Wt_i是各台称重传感器的理论载荷，w_i是各台称重传感器的输入载荷，i表示第i台传感器。

在一个或多个实施例中，基于任一称重传感器的理论载荷表达出其它台称重传感器的理论载荷的计算方式为Wt_i＝Wt₁+K_x(x_i-x₁)+K_y(y_i-y₁)，其中K_x是称重传感器平面在X方向上的倾斜系数，K_y是称重传感器平面在Y方向上的倾斜系数，x_i是称重传感器在X方向上的位置坐标，y_i是称重传感器在Y方向上的位置坐标，i表示第i台传感器，Wt₁表示任一称重传感器的理论载荷，Wt_i表示其它台称重传感器的理论载荷。

在一个或多个实施例中，先根据N台称重传感器的理论载荷总量等于输入载荷总量，并所述被称重设备的质心不变原理，求解各台称重传感器的理论载荷数据时，先求出在X方向上的倾斜系数K_x、在Y方向上的倾斜系数K_y和任一称重传感器的理论载荷Wt₁，再由在X方向上的倾斜系数K_x、在Y方向上的倾斜系数K_y和任一称重传感器的理论载荷Wt₁计算其它台称重传感器的理论载荷Wt_i。

在一个或多个实施例中，所述在X方向上的倾斜系数K_x、在Y方向上的倾斜系数K_y和任一称重传感器的理论载荷Wt₁由方程组求解，该方程组为

在一个或多个实施例中，各台称重传感器的理论载荷数据与输入载荷差值的计算公式为Δw_i＝Wt_i-w_i，其中△w_i是各台传感器的负载差值，Wt_i是各台称重传感器的理论载荷，w_i是各台称重传感器的输入载荷，i表示第i台传感器。

在一个或多个实施例中，对具有最小负值的所述载荷差值的传感器垫设垫片。

在一个或多个实施例中，所述称重系统包括至少三台称重传感器。

上述称重系统的调整方法利用了被称重设备的在水平面内的质心位置不变的原理，通过现场称重传感器数据以及机械设计理论公式，直接求出各个承载传感器的理论载荷数据，并将各台称重传感器的理论载荷数据与输入载荷的载荷差值作为对称重系统调节的指导数据，从而简化“压实”调整过程，方便快捷的调整称重传感器或称重模块“压实”状态，提高称重系统性能。

附图说明

本发明的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得更加明显，其中：

图1是称重系统的调整方法的一个实施例的流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。

需要注意的是，这些以及后续其他的附图均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本发明实际要求的保护范围构成限制。

称重系统用于称重被称重设备，诸如需要测量重量的桶、电器等重物设备。在具有多台称重传感器的称重系统内，为保证对被称重设备的称重精度，一般需要对称重传感器进行“压实”处理。但当前对称重传感器或传感模块的“压实”状态的调整较为不便，本公开所述的称重系统调整方法能够简化上述调节过程，方便快捷的指导称重传感器或传感模块的“压实”状态的调整。

参照图1所示，该方法用于对称重系统内的一台或多台称重传感器进行调整，具体包括如下步骤。需要说明的是，附图中的步骤箭头仅示意性描述一个实施例的过程，而不必然的构成进行该方法的顺序逻辑。

首先，根据N台称重传感器的输入载荷w_i获得输入载荷总量还根据N台称重传感器的位置坐标x_i、y_i分别求得被称重设备在X方向和Y方向上的质心，X方向和Y方向彼此正交。如分别获取N台称重传感器的输入载荷w_i和在水平面的X方向和Y方向上对应的位置坐标x_i、y_i，并根据各台称重传感器的前述输入数据进行称重载荷和被称重设备的质心的计算。

具体的，被称重设备质心的计算方式为其中C_x、C_y为被称重设备在X方向和Y方向上的质心，w_i为称重传感器的输入载荷，x_i是称重传感器在X方向上的位置坐标，y_i是称重传感器在Y方向上的位置坐标，i表示第i台传感器。

在一些实施例中，称重系统包括至少三台称重传感器，N的数目大于等于3。

随后基于任一称重传感器的理论载荷Wt₁表达出其它称重传感器的理论载荷Wt_i。该步骤基于机械设计的形变假设，由于称重传感器或称重模块是基于形变测量所受的力，因此可以理解为弹性力。由于机械设计状态为理想状态，则各个称重传感器的形变量共面。假设平面的倾斜系数为K_x、K_y，并根据其中任一称重传感器的理论载荷Wt₁表达出其它称重传感器的理论载荷Wt_i，即Wt_i＝Wt₁+K_x(x_i-x₁)+K_y(y_i-y₁)。

如第一台称重传感器的理论载荷为Wt₁，第二台称重传感器的理论载荷为Wt₂＝Wt₁+K_x(x₂-x₁)+K_y(y₂-y₁)。

第三台称重传感器的理论载荷为Wt₃＝Wt₁+K_x(x₃-x₁)+K_y(y₃-y₁)，可以理解的是第i台称重传感器的理论载荷为Wt_i＝Wt₁+K_x(x_i-x₁)+K_y(y_i-y₁)。其中，Wt₁、K_x、K_y均为未知量。

需要说明的是，w_i是称重传感器上的实际测量得到的载荷，Wt_i是基于测量的质心位置计算获得的机械设计的称重传感器的理论载荷数据。

获得各台称重传感器的理论载荷数据后继续进行下一步骤，根据N台称重传感器的理论载荷总量等于输入载荷总量的原理，并根据被称重设备的质心不变原理，求解得到各台称重传感器的理论载荷数据。

这是由于调整称重传感器或称重模块的“压实”状态时，通常仅仅调整称重力在各个称重传感器或称重模块之间的分配关系，称重力本身不变，所以考虑到理想负载，理论载荷总量和输入载荷总量/>的等式为∑w_i＝∑Wt_i。

此外，由于被称重设备的在水平面的质心位置是固定的，调整称重传感器或称重模块“压实”状态通常不影响被称重设备在X方向和Y方向上的质心位置变化。根据此原理，用称重传感器的理论载荷Wt_i计算被称重设备在X方向和Y方向上的质心等于用称重传感器的输入载荷w_i计算出的被称重设备在X方向和Y方向上的质心。

利用称重传感器的理论载荷Wt_i计算被称重设备在X方向和Y方向上的质心的计算方式为也即/>

获得上述方程后，根据N台称重传感器的理论载荷总量等于输入载荷总量，并根据被称重设备的质心不变原理，求解各台称重传感器的理论载荷数据时，先求出在X方向上的倾斜系数K_x、在Y方向上的倾斜系数K_y和任一称重传感器的理论载荷Wt₁。

具体的，在X方向上的倾斜系数K_x、在Y方向上的倾斜系数K_y和任一称重传感器的理论载荷Wt₁由方程组求解，该方程组为：

将Wt_i＝Wt₁+K_x(x_i-x₁)+K_y(y_i-y₁)的关系式代入前三个方程，则得到了上述方程组组成的关于在X方向上的倾斜系数K_x、在Y方向上的倾斜系数K_y和任一称重传感器的理论载荷Wt₁的三元一次方程组。如以三个传感器为例，获得的三元一次方程组为：

求出在X方向上的倾斜系数K_x、在Y方向上的倾斜系数K_y和任一称重传感器的理论载荷Wt₁后，再由该三个变量根据Wt_i＝Wt₁+K_x(x_i-x₁)+K_y(y_i-y₁)计算其它台称重传感器的理论载荷Wt_i，也即其它台称重传感器的机械设计状态负载。

需要说明的是，Wt₁是任一台称重传感器的理论载荷。

获得各台称重传感器的理论载荷数据后，最后求得各台称重传感器的理论载荷数据与输入载荷的载荷差值，并将各称重传感器的所述载荷差值作为对称重传感器进行调整的指导数据。

如该步骤中，将理想的理论负载减去实际的输入负载，获得调整称重传感器“压实”状态指示数据。各台称重传感器的理论载荷数据与输入载荷差值的计算公式为Δw_i＝Wt_i-w_i，其中△w_i是各台传感器的负载差值。

调整称重传感器“压实”状态就是将△w_i的分布调整到一定范围内，如通过对具有最小负值的载荷差值的传感器垫设垫片，从而减小多个传感器的△w_i的最大负值，进而最终让实际的与理论的一致。

需要说明的是，载荷差值的最小负值是满足负载差值△w_i为负值和负载差值△w_i的绝对值最大两个条件的值。

由此，上述方法在质心位置测量的基础上，通过称重传感器测量的数值得到被测量机械设备的水平面上的质心位置，通过被测量设备的质心位置信息结合称重传感器/模块的基于形变的称重原理，建立称重传感器/模块的理想状态，变超定为正定，获得各个称重传感器/模块的理想载荷。使用各个称重传感器/模块的理想输出与当前实际输出之间的差值，指示调整称重传感器/模块“压实”状态的调整，不需要依赖人工经验，且对于情况复杂的多个现场设备，能够方便、简单、快捷指导称重传感器的调整，有助于降低调整的人力成本，节省调整时间，还效提升称重系统的性能。

本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。

Claims (10)

1.称重系统的调整方法，用于对称重系统内的一台或多台称重传感器进行调整，所述称重系统用于对被称重设备进行测量，其特征在于，该方法包括如下步骤：

根据N台称重传感器的输入载荷获得输入载荷总量，根据N台称重传感器的位置坐标分别求得所述被称重设备在X方向和Y方向上的质心；基于任一称重传感器的理论载荷表达出其它称重传感器的理论载荷；根据N台称重传感器的理论载荷总量等于输入载荷总量，并根据所述被称重设备的质心不变原理，求解得到各台称重传感器的理论载荷数据；求得各台称重传感器的所述理论载荷数据与所述输入载荷的载荷差值，并将各称重传感器的所述载荷差值作为对称重传感器进行调整的指导数据。

2.如权利要求1所述的称重系统的调整方法，其特征在于，获得所述被称重设备在X方向和Y方向上的质心的计算方式为 其中C_x、C_y为被称重设备在X方向和Y方向上的质心，w_i为称重传感器的输入载荷，x_i是称重传感器在X方向上的位置坐标，y_i是称重传感器在Y方向上的位置坐标，i表示第i台传感器。

3.如权利要求1所述的称重系统的调整方法，其特征在于，利用称重传感器的理论载荷计算所述被称重设备在X方向和Y方向上的质心的计算方式为其中C_x、C_y为所述被称重设备在X方向和Y方向上的质心，wt_i为称重传感器的理论载荷，x_i是称重传感器在X方向上的位置坐标，y_i是称重传感器在Y方向上的位置坐标，i表示第i台传感器。

4.如权利要求1所述的称重系统的调整方法，其特征在于，理论载荷总量和输入载荷总量的等式为∑w_i＝∑Wt_i，其中Wt_i是各台称重传感器的理论载荷，w_i是各台称重传感器的输入载荷，i表示第i台传感器。

5.如权利要求1所述的称重系统的调整方法，其特征在于，基于任一称重传感器的理论载荷表达出其它台称重传感器的理论载荷的计算方式为Wt_i＝Wt₁+K_x(x_i-x₁)+K_y(y_i-y₁)，其中K_x是称重传感器平面在X方向上的倾斜系数，K_y是称重传感器平面在Y方向上的倾斜系数，x_i是称重传感器在X方向上的位置坐标，y_i是称重传感器在Y方向上的位置坐标，i表示第i台传感器，Wt₁表示任一称重传感器的理论载荷，Wt_i表示其它台称重传感器的理论载荷。

6.如权利要求5所述的称重系统的调整方法，其特征在于，求解各台称重传感器的理论载荷数据时，先求出在X方向上的倾斜系数K_x、在Y方向上的倾斜系数K_y和任一称重传感器的理论载荷Wt₁，再由在X方向上的倾斜系数K_x、在Y方向上的倾斜系数K_y和任一称重传感器的理论载荷Wt₁计算其它台称重传感器的理论载荷Wt_i。

7.如权利要求6所述的称重系统的调整方法，其特征在于，所述在X方向上的倾斜系数K_x、在Y方向上的倾斜系数K_y和任一称重传感器的理论载荷Wt₁由方程组求解，该方程组为

8.如权利要求1所述的称重系统的调整方法，其特征在于，各台称重传感器的理论载荷数据与输入载荷差值的计算公式为Δw_i＝Wt_i-w_i，其中△w_i是各台传感器的负载差值，Wt_i是各台称重传感器的理论载荷，w_i是各台称重传感器的输入载荷，i表示第i台传感器。

9.如权利要求8所述的称重系统的调整方法，其特征在于，对具有最小负值的所述载荷差值的传感器垫设垫片。

10.如权利要求1所述的称重系统的调整方法，其特征在于，所述称重系统包括至少三台称重传感器。