CN1297803C - 浮力称重传感器及用于动态称重时的pid偏差控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种浮力称重传感器及用于动态称重时的PID偏差控制方法。浮力称重传感器由浮力平衡器、称重液防泄机构、位移信号变送装置和磁力定心悬杆机构组成。它是利用液体的浮力原理将所测重力值转换成位移值，并将位移值转换成以线性函数关系输出的电信号。它克服了蠕变、零飘等已知称重传感技术所存在的技术缺陷。本发明用于动态称重时的PID(比例P-积分I-微分D)偏差控制方法，所测控的对象是滞留在称重机械上的被称量物料的设定值偏离检测、控制原点的偏差值，其动态计量准确度高。

Description

浮力称重传感器及用于动态称重时的PID偏差控制方法

技术领域

本发明属于称重传感器技术领域，特别涉及一种无零飘、无蠕变、抗干扰能力强、计量准确度高、性能稳定可靠、呈线性关系输出的新型测力传感器技术；还特别涉及一种将其应用于动态称重时，不同于电阻应变式称重传感器的PID偏差闭环控制(即比例-积分-微分控制)方法。

背景技术

目前，在称重技术领域普遍应用着的是电阻应变式传感器，其技术核心是敏感元件——电阻应变计。它的工作原理是将电阻应变片粘贴在金属弹性元件上，当弹性元件受重力作用产生变形时，则电阻应变片因形变而产生相应的阻值变化，产生电压输出，从而测得被测力的量值。但电阻应变式传感器的输入、输出函数关系是非线性的，且使用胶粘剂粘贴应变片，存在由胶粘剂引起的蠕变和滞后，以及零点、灵敏度飘移等技术缺陷。另外，电阻应变式传感器，为了进行线性化处理和抑制其零点、灵敏度的飘移，线路设计往往趋于复杂化，这样不仅未能从根本上克服其技术缺陷，反而增加了其系统的误差因素，而且也增加了制造成本，并降低了其可靠性和响应速度。尤其在电阻应变式传感器应用于动态称重时，称量准确度难以达到0.5级，其实际系统误差往往超过3～5％，已无法满足现代贸易和现代化工业生产对称量准确度的高要求。

已知的与本发明可对比技术有：公告号为：CN 2189737Y的“浮筒式立罐贮液计量装置”(简称：对比文件1)和公告号为：CN 2121681U的“电磁感应液位传感器及自平衡浮子”(简称：对比文件2)。对比文件1的技术特征在于，利用杠杆机构成倍的减小作用于测力传感器上的力，它所解决的技术问题是测量立罐中的液体贮量；对比文件2的技术特征在于，利用U型管原理，在液位筒内的浮子里设置有电磁铁环，并在液位筒外测设置多组磁感应线圈绕组，它所解决的技术问题是通过电磁感应电信号区分被观察容器中的液位高低。

发明内容

本发明的目的就是为了克服电阻应变式传感器的上述技术缺陷，提供一种从称量原理上进行创新的浮力称重传感器。它的技术核心是利用液体的浮力原理——液体反作用于浸入其中的物体的浮力与该物体所排开的液体的体积成正比，是纯线性函数关系。

浮力称重传感器利用液体浮力原理，将重力值转换为位移值，并将位移值转换为以线性关系输出的电压信号，用于检测或控制重量值。它不仅克服了电阻应变式传感器的非线性、零飘、蠕变等技术缺陷，而且极大地提高了计量准确度，可靠性、稳定性强，结构简单，制造成本低廉。

本发明浮力称重传感器由：将重力值转换为位移值的浮力平衡器，防止称重液外泄的称重液防泄装置，将位移值转换为电信号的位移信号变送装置，保证位移活动组件在无摩擦状态下沿固定的铅垂轴线方向位移的磁力定心悬杆机构，共四部分组成。

具体技术方案如下：

浮力平衡器由：缸体〔1〕、缸体内的称重液〔2〕、浸入称重液中的称重浮子〔3〕构成。

称重液防泄装置由：电磁铁外壳〔5〕、装在电磁铁外壳内的带有防泄孔〔21〕的常闭型电磁铁〔4〕、固定在称重浮子上端面的用导磁材料制成的防泄塞〔22〕构成。

位移信号变送装置由：线圈外壳〔9〕、装在线圈外壳内的由交流电流激励的初始电压为〔U₀〕的初级线圈〔6〕、装在初级线圈外的呈反向串接成差动式的上次级线圈〔8〕和下次级线圈〔20〕、装在初级线圈内孔中的可沿轴线自由位移的磁芯〔7〕构成。

磁力定心悬杆机构由：联接件〔12〕、装在联接件内的永久磁铁〔13〕、置于永久磁铁下端面的凹面内的球体〔14〕、在球体下方的用其上端面的凹面包容球体的由导磁材料制作的磁吸活吊节〔15〕、分别与磁吸活吊节和磁芯联接的位移吊杆〔11〕构成。

其中由磁力定心悬杆机构、位移吊杆、磁芯和称重浮子组成了可沿轴线整体自由位移的承受、传导重力值的位移活动组件。

浮力称重传感器的整体外壳由缸体、电磁铁外壳、线圈外壳、中心有孔的封盖〔10〕组成，并在封盖的上端面装有指示针〔17〕。

浮力平衡器的作用是将重力值转换为位移值。它具有以下技术特征：缸体中的称重液是定量的：浮力平衡器缸体内径柱面的各垂直横截面面积相等，称重浮子外径柱面的各垂直横截面面积相等，且上述两横截面面积之间的比值是整倍数关系。处于位移活动组件最下端的称重浮子靠整体位移活动组件的自重侵入称重液中。当位移活动组件的自重重力值与称重液反作用于称重浮子的浮力值相等时，称重浮子处于平衡状态。当称重浮子在未承受外力时，该平衡状态时的位置称为位移零点。在位移活动组件承受了重力值后，原平衡状态被打破，称重浮子将自位移零点沿其轴线方向下沉位移，当由于称重浮子下沉位移所排开的称重液体产生的浮力值与其所承受的重力值相等时，则称重浮子将重新处于平衡状态。也即，由于称重浮子承受了所测重力值，将产生相应的位移量，从而实现了将重力值转换为位移值的目的。由于浮力平衡器具有上述称重液是定量的，缸体内径柱面及称重浮子外径柱面的各垂直横截面面积相等，且两横截面面积之间的比值是整倍数关系的技术特征，所以称重浮子的位移值与其所承受的重力值之间是正比值的线性函数关系。

称重液防泄装置的作用是为了防止称重液外泄。在浮力称重传感器停止称重工作时，处于非通电状态，常闭型电磁铁起作用，靠其磁力将防泄塞吸合至防泄孔中，从而达到防止称重液外泄的目的。本发明的浮力平衡器中的称重液是定量的，是用以进行计量的构成要素。因为本发明的位移活动组件的质量是定量值，所以称重浮子侵入称重液中的侵入值是固定值，若缸体中称重液的量值因外泄而变化，则称重浮子将随着液面的高低变化而产生相应的位移变量，该位移变量与被测力无关，因此将影响被测力值的计量准确度，所以本发明浮力平衡器缸体中的称重液必须是定量值。

位移信号变送装置的作用是将位移值转换为电信号〔Δe〕。当位移活动组件中的称重浮子因被测力值变化而产生轴线方向的位移时，将带动位移信号变送装置的磁芯在初级线圈的内孔中沿轴线方向位移。初级线圈由交流电流励磁，其交流电的初始电压为(U₀)。磁芯在称重浮子未承受重力值时，将处于初级线圈的轴线中间位置(位移零点)，此种情况下，由于上、下两次级线圈磁性相等，互感作用的电压相等，相位相反，输出电压为零。当称重浮子在承受重力值后，将带动磁芯沿轴线方向向下位移，这样，下次级线圈由于空气隙减小而磁阻减小，与初级线圈耦合的互感系数增加，则下次级线圈的感应电压增大，同理，上次级线圈的感应电压减小，此时输出的电压差值(Δe)将大于零。输出电压差值的大小，将随着磁芯位移值的大小按正比值变化，实现了将位移值转换为可测控的电信号的目的。

磁力定心悬杆机构的作用是为了保证位移活动组件在无摩擦状态下沿其铅垂轴线自由上、下位移。由于组装于联接件中的永久磁铁与磁吸活吊节之间靠磁力作用相互吸合，组装于其中间的球体可自由滚动，其磁力线的合力方向与位移活动组件的位移轴线方向完全重合，因此，位移活动组件靠其自重将处于铅垂吊置状态，位移时将沿铅垂轴线方向位移。位移活动组件同时承受、传导重力矢量和浮力矢量，且两矢量相等、方向相反、处于位移活动组件的同一轴线上，磁力定心悬杆机构的磁力线的合力方向与位移活动组件的位移轴线完全重合，与位移活动组件的位移轴线的位移方向完全重合，从而了保证位移活动组件在沿其铅垂轴线上、下位移时，位移吊杆与封盖的内孔之间，磁芯与初级线圈的内孔之间，称重浮子与常闭型电磁铁的防泄孔之间均无接触，处于无摩擦状态，达到了保证计量准确度的目的。

磁力定心悬杆机构的位移吊杆上刻有最小浮力位置刻线〔19〕、平衡中点位置刻线〔18〕、最大浮力位置刻线〔16〕。位移吊杆与其位移信号变送装置的磁芯之间采用的是可调整轴线方向位置的活动联接，用以在位移信号变送装置的磁芯处于位移零点位置时，通过调整位移吊杆使指示针对准平衡中点位置刻线，以达到调整浮力称重传感器的检测、控制原点的目的。

浮力称重传感器的工作原理如下：

在浮力称重传感器未进行称重工作时，称重浮子靠位移活动组件的自重浸入称重液中，当由于称重浮子排开的称重液体所产生的浮力值与位移活动组件的自身重力值相等时，因为两个矢量处于同一铅垂轴线上，且方向相反，所以称重浮子将处于平衡状态。当进行称重工作时，所测重力值通过称重装置施加于磁力定心悬杆机构上，经位移活动组件的传导，称重浮子由位移零点下沉。当因为称重浮子由位移零点下沉所排开的称重液产生的浮力值与所测重力值相等时，称重浮子将重新处于平衡状态。也即，由于所测重力值的作用，称重浮子产生了与重力值的大小成线性函数关系的一定量的位移值，该位移值由位移信号变送装置按正比值关系转换为可供检测、控制的电信号输出。

当浮力称重传感器用于称重技术领域时，其所输出的电信号传送给模数转换器，由AD转换器将该模拟信号转换为数字信号，当其转换结束时发送转换结束信号给计算机，计算机对其转换后的结果进行滤波、量化等处理。处理后的结果送往显示器进行显示，同时将该处理结果保存，为以后数据统计提供确切的数据，从而实现了进行称量工作的目的。

从以上描述的具体技术方案中可知，浮力称重传感器所输出的电信号与所测重力值之间的函数关系是线性的。

由浮力称重传感器的称量原理和结构原理可知，它不同于目前普遍应用的电阻应变式传感器，不存在产生蠕变的技术因素，因此无蠕变现象。

在进行实际称量工作时，往往对适用环境有一定的温度范围要求。当环境温度变化时，浮力称重传感器的称重液的液面位将会因为热胀冷缩而变化，因此也必然引起称重浮子在平衡状态下的轴线位置随之变化。当通过计算所选用的称重液的热膨胀系数、称重液的总体积量、称重液的表面积、三个有影响的参数在要求的温度范围内因热胀冷缩而造成的称重浮子的极微小的位移变化不足以影响规定的称量准确度要求时，即可视为浮力称重传感器不存在温飘。

由于浮力称重传感器在将重力值转换为位移值时的位移量相对于位移误差的比值微乎其微，因此误差控制的可靠性强；又因为液体具有极好的吸收能力，因此工作稳定性强。

通过对浮力称重传感器的结构描述可知；其结构简单，制造成本低廉。

为了尽量减小浮力称重传感器的结构尺寸，浮力称重传感器在实际应用时，可以不是让其直接承受所测重力值，而是通过杠杆机构成倍数的缩小其所承受的所测重力值，使浮力称重传感器的几何尺寸成倍数的缩小。

浮力称重传感器用于动态称重时的PID偏差控制方法：

各种原理的称重传感器在应用于动态称重技术领域时，其PID系统的控制方法将因其传感技术的原理不同而不同。目前普遍应用的电阻应变式传感器，在应用于动态称重技术领域时，其PID系统所测控的是其所称量的物料的全量(或当量)值，这样，称重系统的各种机械因素，外界干扰因素，尤其是传感器自身的蠕变、零飘因素等所造成的误差，均全部反映在称量结果中，因此，造成了系统误差大、误差修正系统复杂、不易控制、系统称量准确度难以提高等技术缺陷。

目前普遍应用着的以电阻应变式传感器为传感器件的各类动态称重系统，往往是电阻应变式称重传感器自身的准确度还能符合相关标准要求，而系统误差(最终称量结果)却因其PID系统测控原理的制约，远不能符合称量准确度的要求，相对误差普遍大于3～5％。

本发明浮力称重传感器在应用于动态称重时的PID偏差控制方法，其所测控的对象不是被称量物料的全量(或当量)值，而仅是滞留在称重机械上的被称量物料的设定值所偏离检测、控制原点的偏差值。这一控制方法是由浮力称重传感器的工作原理所决定的，是电阻应变式传感器所不能实现的。

具体技术方案如下：

在浮力称重传感器应用于动态称重时，其动态称重系统由机械和自控两大部分组成。其机械部分由：称重机械〔24〕、平衡铊〔27〕配重〔26〕、浮力称重传感器〔31〕、杠杆机构〔29〕、支点〔25〕、浮力称重传感器的磁力定心悬杆机构〔30〕和给料机〔28〕组成；其自控部分由：称重数据采集系统(D.C)、微机系统(IPC)、给料机自动控制系统(V.C)、电机变频控制系统(M.C)、显示器(CRT)、打印机(PRT)组成。

在未进行称量工作前的空秤状态下，通过调整平衡跎的质量，使浮力称重传感器的输出处于工作满量程的线性度最好的一段，并将该段中的某个值置为检测、控制原点。

然后，计算称重机械上的滞留物料(23)的设定重量值〔M〕，再根据M值和杠杆比值计算配重的重量，在动态称重系统进行称量工作时，M值将加在称重机械上，为保持称重杠杆机构原有的平衡状态不变，在平衡砣上增加上述计算出的配重，以平衡动态称重过程中存在着的M值，此时，浮力称重传感器所输出的检测、控制原点的电信号值不变。

在动态称重系统进行称量工作时，各种干扰会使称重机械上的滞留物料量的实际重量值偏离预先设定的M值，该偏差值，致使浮力称重传感器所输出的电信号值变化，此时，通过PID偏差控制形成的闭环，将自动改变给料机的给料量或改变称重机械的线速度，使处于动态称重状态下的称重机械上的滞留物料量的重量值，总是趋向和达到预先设定的目标值。由此，实现了通过对M值偏离检测、控制原点的偏差值的控制来保证称量准确度的目的。

本发明动态称重系统的瞬时给料量的计算公式为：

$Q\left(t\right)=\frac{3.6M\left(t\right)}{\mathrm{LV}\left(t\right)}$

式中：Q(t)——浮力动态称重系统的瞬时给料量

      M(t)——称重机械上的滞留物料的质量

      L——称重机械上承料部分的有效长度

      V(t)——称重机械的线速度

则0-t时间内该系统的累计给料量为：

$Q=K_1{\∫}_0^{t}Q\left(t\right)\mathrm{dt}$

式中：K₁——系数

      Q——浮力动态称重系统的累计给料量

由上述两公式可知，当给料机的下料口位置固定时，L即为固定值，浮力称重传感器用于动态称重时的PID偏差控制方法所测控的是被称量物料的M值偏离检测、控制原点的偏差值。从函数关系上分析，时间水平坐标和相对于以电信号值表示的重量垂直坐标，在整个动态称重过程中，浮力称重传感器在检测、控制原点所输出的电信号值，是一条无限长的水平函数直线；PID偏差控制系统所测控的是偏离该水平函数直线的偏差值，该偏差值在动态称重过程中是一条以水平函数直线为中线的双向(正、负)变化的正弦函数曲线。随着时间的延续，正负偏差值将不断的相互抵消，停止称重工作时，仅余下停止称重工作前的剩余误差值，而总称量值却是随着时间的延续而不断增加的积累值，所以其相对误差是随着时间的延续而不断趋于零的值。因此本发明动态称重系统的称量准确度远高于目前普通应用着的各种动态称重系统，可达到0.5级，也即，其相对误差可控制在0.25％以内。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明再作进一步的说明如下：

图1、浮力称重传感器的结构原理示意图

图2、位移信号变送装置的电路原理图

图3、浮力称重传感器应用于动态称重时的具体实施例——浮力全量程动态称重系统原理示意图

在图1中、图2中：1-缸体，2-称重液，3-称重浮子，4-常闭型电磁铁，5-电磁铁外壳，6-初级线圈，7-磁芯，8-上次级线圈，9-线圈外壳，10-封盖，11-位移吊杆，12-联接件，13-永久磁铁，14-球体，15-磁吸活吊节，16-最大浮力位置刻线，17-指示针，18-平衡中点位置刻线，19-最小浮力位置刻线，20-下次级线圈，21-防泄孔，22-防泄塞。U₀-交流电初始电压，Δe-电压差值。

在图3中：23-称重皮带上的滞留物料，24-称重皮带机，25-支点，26-配重，27-平衡砣，28-给料机，29-杠杆机构，30-浮力称重传感器的磁力定心悬杆机构，31-浮力称重传感器，M-滞留物料量的设定重量值，G-重力值，F-浮力值，D·C-称重数据采集系统，IPC-微机系统，V·C-给料机自动控制系统，M·C-电机变频控制装置，CRT-显示器，PRT-打印机。

具体实施方式

图1、图2是浮力称重传感器的具体实施例，图中：

缸体、电磁铁外壳、线圈外壳、封盖组成浮力称重传感器的整体外壳，在封盖的上端面固定有指示针。

由缸体、盛放于缸体内的定量的称重液、沿浮力称重传感器中轴线位移的浸入称重液中的称重浮子，组成浮力平衡器。

连接件、固定于连接件下端的其下端面的中心轴线位置有内孤面的永久磁铁、其上端面有内孤面的用导磁材料制成的磁吸活吊节、置于永久磁铁与磁吸活吊节两相对应的孤面中间的球体、固定于磁吸活吊节下端的位移吊杆，组成磁力定心悬杆机构。其联接件与传导重力的称重器件进行联接。

在线圈外壳中组装有位置固定的上次级线圈和下次级线圈，在两次级线圈中组装有与其是同一轴线的位置固定的初级线圈，在初级线圈的内孔中装有可沿轴线自由上、下位移的磁芯，封盖封装于线圈外壳的上端，从而组成位移信号变送装置。由图2可知：位移信号变送装置的初级线圈由交流电流激励，初始电压为U₀，两次级线圈呈反向串接成差动式，当磁芯沿轴线产生位移时，将输出电压差值Δe。

磁力定心悬杆机构、与磁力定心悬杆机构的位移吊杆用螺纹联接的磁芯、其上端的杆部与磁芯固定联接的称重浮子，组成可沿中轴线整体位移的位移活动组件。

浮力称重传感器进行称重工作时，其中轴线处于铅垂状态。磁力定心悬杆机构可保证位移活动组件沿浮力称重传感器的中轴线自由位移。由于封盖的孔径大于位移吊杆的外径，初级线圈的内孔径大于磁芯的外径，常闭型电磁铁的内孔径大于称重浮子上端杆部的外径，所以位移活动组件在沿浮力称重传感器的中轴线位移时处于无摩擦状态。

在未进行称重工作时，称重浮子因位移活动组件自身的重力侵入称重液中。当称重浮子排开的称重液所产生的浮力值与位移活动组件的重力值相等时，因它们是两个处于同一轴线上的方向相反的矢量，位移活动组将处于平衡静止状态。浮力平衡器缸体中的称重液的体积量，将决定磁芯所处的轴线位置，当磁芯处于初级线圈的中间位置，也即其电压差值Δe为零时所加入的称重液的体积量，即为应注入缸体中的定量值。此时，磁芯的位置为位移零点位置。

因为称重浮子上端的杆部与常闭型电磁铁的内孔之间存有一定的间隙，为了防止称重液外泄，由电磁外壳、组装于电磁铁外壳中的常闭型电磁铁、常闭型电磁铁下端面的内锥型防泄孔、固定于称重浮子上端面与其上端的杆部联为一体的用导磁材料制成的外锥形防泄塞，组成了称重液防泄装置。当浮力称重传感器停止称重工作时，将处于非通电状态下，常闭型电磁铁将把防泄塞吸合至防泄孔中，防泄孔与防泄塞紧密配合，从而防止了称重液在浮力称重传感器停止工作时外泄的可能。

图3是浮力称重传感器应用于动态称重时的具体实施例——浮力全量程动态称重系统的原理示意图。

浮力全量程动态称重系统，由机械、自控两大部分组成。其原理示意图中：

机械部分由：称重皮带机、给料机、杠杆机构、杠杆机构的支点、平衡砣、配重、浮力称重传感器、与杠杆机构端部联接的浮力称重传感器的磁力定心悬杆机构组成。

杠杆机构支点的一侧是平衡砣及配重，另一侧是称重皮带机和浮力称重传感器。平衡砣及配重的重力矢量方向、称重皮带机的重力矢量方向均是铅垂向下的，浮力称重传感器的浮力矢量方向是铅垂向上的。

称重皮带机形成的重力矩，被平衡砣的重力矩和浮力称重传感器的浮力力矩所平衡，滞留物料的重力矩由配重的重力矩平衡，当M值变化时，浮力值将随之变化，从而保证杠杆机构在称重过程中不断失去原平衡状态后再不断呈现新的平衡。

自控部分由：称重数据采集系统、微机系统、给料机自动控制系统、电机变频控制装置、显示器、打印机组成。

称重皮带上的滞留物料量的重量是预先计算的设定值，在整个动态称重过程中，M值是不断变化的变量。M值变化时，浮力值将随之相应的变化，浮力称重传感器输出相应的电信号Δe。称重数据采集系统采集电信号后，经微机系统处理，或通过给料机自动控制系统改变给料机的给料量，或通过电机变频控制装置改变称重皮带的带速，从而使M值总是趋向设定的重量值，以保证称量准确度。

Claims (5)

1、一种浮力称重传感器，由缸体〔1〕、缸体内的称重液〔2〕、浸入称重液中的称重浮子〔3〕构成的将重力值转换为位移值的浮力平衡器，由电磁铁外壳〔5〕、装在电磁铁外壳内的带有防泄孔〔21〕的常闭型电磁铁〔4〕、固定在称重浮子上端面的用导磁材料制成的防泄塞〔22〕构成的称重液防泄装置，由线圈外壳〔9〕、装在线圈外壳内的由交流电流激励的初始电压为U0的初级线圈〔6〕、装在初级线圈外的呈反向串接成差动式的上次级线圈〔8〕和下次级线圈〔20〕、装在初级线圈内孔中的可沿轴线自由位移的磁芯〔7〕构成的将位移值转换为电信号〔Δe〕的位移信号变送装置，由联接件〔12〕、装在联接件内的永久磁铁〔13〕、置于永久磁铁下端面的凹面内的球体〔14〕、在球体下方的用其上端面的凹面包容球体的由导磁材料制作的磁吸活吊节〔15〕、分别与磁吸活吊节和磁芯联接的位移吊杆〔11〕构成的磁力定心悬杆机构，共四部分组成，其中由缸体、电磁铁外壳、线圈外壳、中心有孔的封盖〔10〕组合成浮力称重传感器的整体外壳，并在封盖的上端面装有指示针〔17〕，其技术特征在于：浮力平衡器的缸体中的称重液是定量的；浮力平衡器的缸体的内径柱面的各垂直横截面面积相等，其称重浮子的外径柱面的各垂直横截面面积相等，且上述两横截面面积之间的比值是整倍数关系；由磁力定心悬杆机构、位移吊杆、磁芯和称重浮子组成的承受、传导重力值的位移活动组件的轴线位移方向与磁力定心悬杆机构的磁力线的合力方向完全重合，位移活动组件在沿其铅垂轴线上、下位移时，位移吊杆与封盖的内孔之间，磁芯与初级线圈的内孔之间，称重浮子与常闭型电磁铁的防泄孔之间均无接触，处于无摩擦状态。

2、根据权利要求1中所述的浮力称重传感器，其技术特征在于：磁力定心悬杆机构的位移吊杆与其位移信号变送装置的磁芯之间是活动联接，并在位移吊杆上刻有最小浮力位置刻线〔19〕、平衡中点位置刻线〔18〕、最大浮力位置刻线〔16〕。

3、根据权利要求1中所述的浮力称重传感器，其技术特征在于：其位移活动组件同时承受、传导重力矢量和浮力矢量两个矢量，两矢量的矢量方向相反，且矢量方向与位移活动组件的位移轴线完全重合。

4、一种浮力称重传感器用于动态称重时的PID偏差控制方法，在浮力称重传感器应用于动态称重时，动态称重系统由机械和自控两大部分组成，其机械部分由：称重机械〔24〕、平衡砣〔27〕配重〔26〕、浮力称重传感器〔31〕、杠杆机构〔29〕、支点〔25〕、浮力称重传感器的磁力定心悬杆机构〔30〕和给料机〔28〕组成，其自控部分由：称重数据采集系统(D.C)、微机系统(IPC)、给料机自动控制系统(V.C)、电机变频控制系统(M.C)、显示器(CRT)、打印机(PRT)组成，其技术特征在于：在未进行称量工作前的空秤状态下，通过调整平衡跎的质量，使浮力称重传感器的输出处于工作满量程的线性度最好的一段，并将该段中的某个值置为检测、控制原点，然后，计算称重皮带上的滞留物料〔23〕的设定重量〔M〕值，再根据M值和杠杆比值计算配重〔26〕的重量，在动态称重系统进行称量工作时，称重机械上的滞留物料量的实际重量值将会偏离预先计算设定的M值，至使浮力称重传感器所输出的电信号值变化，此时，通过PID偏差控制形成的闭环，依据实际重量的变化值与电信号的变化值之間的正比值关系，其动态称重自控系统将自动改变给料机的给料量或改变称重机械的线速度，使处于动态称重状态下的称重机械上的滞留物料量的重量值，总是趋向和达到预先设定的目标值。

5、根据权利要求4中所述的浮力称重传感器用于动态称重时的控制方法，在位移信号变送装置中的磁芯处于位移零点位置时，通过调整位移吊杆使指示针对准平衡中点位置刻线。