CN203241127U

CN203241127U - 温度自动补偿电子秤及校准系统

Info

Publication number: CN203241127U
Application number: CN 201320169932
Authority: CN
Inventors: 解菁; 孙传恒; 李文勇; 周超; 杜晓伟
Original assignee: Beijing Research Center for Information Technology in Agriculture
Current assignee: Beijing Research Center for Information Technology in Agriculture
Priority date: 2013-04-08
Filing date: 2013-04-08
Publication date: 2013-10-16
Anticipated expiration: 2023-04-08

Abstract

本实用新型涉及计量技术领域，具体涉及一种温度自动补偿电子秤及校准系统。本实用新型所提供的温度自动补偿电子秤，通过重量载荷单元采集被计量物质量信息，通过温度检测单元采集重量载荷单元温度信息，结合质量信息、温度信息和特定的算法对称重结果进行自动补偿，具有实时性高、易于实现的特点；进一步的本实用新型提供的高自动化的温度自动补偿电子秤校准系统，用于为电子秤提供准确的校准结果，实现了对多台电子秤的线性度和灵敏度的同时校准，从而提高了校准效率。综上所述，本实用新型为提高电子秤称量精度提供了有力的技术支持。

Description

温度自动补偿电子秤及校准系统

技术领域

本实用新型涉及计量技术领域，具体涉及一种温度自动补偿电子秤及校准系统。

背景技术

电子秤采用是一种将现代传感器技术、电子技术和计算机技术一体化的电子称量装置，能够满足并解决现实生活中提出的“快速、准确、连续、自动”称量要求，同时有效地消除人为误差，使之更符合法制计量管理和工业生产过程控制的应用要求。称重传感器是电子秤的核心部件之一，然而称重传感器精度容易受温度的影响，导致零点漂移和灵敏度漂移，因此，温度漂移补偿是提高电子秤计量精度的重要手段之一。

现有技术中温度补偿方法主要有两种。一种方法是采用增加补偿元件的方式对称重传感器的核心压敏电阻进行校准和补偿，这种方法中，补偿元件同样受到温度的影响，补偿精度受传感器非线性误差的限制，且补偿元件相互影响，修正过程十分繁琐。另一种方法则是通过微处理器与传感器结合的方式，结合一定的补偿算法对环境温度的附加误差进行修正，该方法补偿成本较低，且能够实现较高的补偿精度。

针对上述带有温度补偿功能电子秤的校准，传统的手动校准方法费时费力，现有技术中，还没有一种适宜的自动化程度较高的校准方法。

实用新型内容

（一）要解决的技术问题

本实用新型的目的在于提供一种实时性高、易于实现的温度自动补偿电子秤，用于结合当前温度和特定算法对称重结果进行自动补偿；进一步的本实用新型还提供了一种高自动化的温度自动补偿电子秤校准系统，用于为电子秤提供准确的校准结果，并实现多台电子秤的同时校准，从而提高校准效率。

（二）技术方案

本实用新型技术方案如下：

一种温度自动补偿电子秤，包括：重量载荷单元、温度检测单元以及显示单元，所述重量载荷单元以及温度检测单元均与控制中心交互通信，所述显示单元与控制中心连接；

所述重量载荷单元采集被计量物质量信息并上传至控制中心；

所述温度检测单元采集重量载荷单元温度信息并上传至控制中心；

所述控制中心结合补偿参数、质量信息以及温度信息，根据温度补偿公式计算补偿量以及被计量物实际质量；

所述显示单元呈现所述控制中心的计算结果。

优选的，所述控制中心包括存储补偿系数的参数存储单元以及与所述参数存储单元连接、计算补偿量的补偿计算单元。

优选的，所述重量载荷单元以及温度检测单元均通过模数转换单元与所述控制中心连接，所述模数转换单元用于将模拟信号转换为数字信号。

优选的，所述重量载荷单元包括称重传感器。

本实用新型还提供了一种生成上述补偿参数的校准系统：

一种温度自动补偿电子秤校准系统，包括恒温恒湿实验箱，外部温度传感器以及若干待校准电子秤置于所述恒温恒湿实验箱内，所述待校准电子秤内设置有内置温度传感器；所述外部温度传感器采集的标准温度信息、内置温度传感器采集的温度信息以及待校准电子秤对标准砝码的称重信息发送至校准中心，所述校准中心根据温度信息、标准温度信息以及称重信息计算补偿参数并发送至参数存储单元。

优选的，所述若干待校准电子秤通过以太网与校准中心交互通信。

优选的，所述外部温度传感器通过RS232接口与校准中心连接。

（三）有益效果

本实用新型所提供的温度自动补偿电子秤，通过重量载荷单元采集被计量物质量信息，通过温度检测单元采集重量载荷单元温度信息，结合质量信息、温度信息和特定的算法对称重结果进行自动补偿，具有实时性高、易于实现的特点；进一步的本实用新型提供的高自动化的温度自动补偿电子秤校准系统，用于为电子秤提供准确的校准结果，实现了对多台电子秤的线性度和灵敏度的同时校准，从而提高了校准效率。综上所述，本实用新型为提高电子秤称量精度提供了有力的技术支持。

附图说明

图1是本实用新型实施例中温度自动补偿电子秤的原理框图；

图2是本实用新型实施例中温度自动补偿电子秤校准系统的原理框图；

图3是本实用新型实施例中温度自动补偿电子秤校准系统的实现流程示意图；

图4是本实用新型实施例中温度自动补偿电子秤补偿算法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式做进一步描述。以下实施例仅用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

本实用新型所提供的温度自动补偿电子秤如图1中所示，其主要包括：重量载荷单元、温度检测单元、通信单元以及显示单元，重量载荷单元以及温度检测单元均与控制中心交互通信，显示单元与控制中心连接；本实施例中，重量载荷单元以及温度检测单元均通过模数转换单元与控制中心连接；下面对温度自动补偿电子秤的各个单元分别加以说明：

重量载荷单元，主要包括称重传感器；用于采集被计量物质量信息，并将采集到的质量信息输送至数模转换单元。

温度检测单元，用于采集重量载荷单元内部的温度信息，并将采集到的温度信息输送至数模转换单元。

模数转换单元（A/D转换单元），接收温度检测单元以及重量载荷单元输出的模拟检测信号，并将接收到的模拟信号转换为数字信号，输出至控制中心。

控制中心主要用于结合补偿参数、质量信息以及温度信息，根据温度补偿公式计算补偿量以及被计量物实际质量；本实例中控制中心主要包括参数存储单元，与参数存储单元连接的补偿计算单元，与补偿计算单元以及显示单元连接的显示处理单元，以及图中未画出的中央处理器、键盘输入界面等所构成的电子电路等。

参数存储单元，存储下述校准中心通过网络下发的温度补偿计算所需要的补偿参数值；本实用新型中所采用的温度补偿算法为查表法和分段线性插值法，因此参数存储单元存储的数据包括温度标定点，温度-重量输出关系表，以及分段线性补偿公式中的系数等。

补偿计算单元，将检测信号代入温度补偿公式来计算被计量物的质量；补偿计算单元可以采用查表法和分段线性插值补偿结合的算法。查表法是采用逐次比较法，找到与当前温度值最接近的校准温度值，将该温度点的标准砝码输出值作为线性补偿的依据。分段线性插值法是在不同温度校准值下，标准砝码作为标准输入时，以所获得的标准输出数据为依据，建立各段的插值多项式。通过将当前测量值代入所属称量范围的插值多项式，获得校准后的输出值。

通信单元，通过以太网和交换机实现电子秤与下述校准中心的双向通信，即传输电子秤采集的质量信息以及温度检测单元采集的温度信息至校准中心，接收校准中心下发的温度补偿参数，并存储温度补偿参数至参数存储单元。

显示单元呈现控制中心的计算结果。

本实施例中还提供了一种生成上述补偿参数的校准系统，如图2中所示，其主要包括：包括恒温恒湿实验箱、外部温度传感器、若干待校准电子秤、标准砝码、校准中心、交换机等。

恒温恒湿实验箱用于根据待校准电子秤使用的温度环境，提供校准过程当中需要的多种符合使用要求的温度环境，在校准过程中，外部温度传感器以及若干待校准电子秤均置于恒温恒湿实验箱内；标准砝码用于提供加载至各个待校准电子秤重量载荷单元的标准重量值；外部温度传感器通过RS232接口与校准中心连接，外部温度传感器用于在校准过程中测量恒温恒湿实验箱的精确温度，并上传至校准中心；待校准电子秤内封装有内置温度传感器，其一方面秤量标准砝码的重量，另一方面采集内部温度；各个待校准电子秤通过以太网与校准中心交互通信，具体为，将各个待校准电子秤设置为同一网段内不同网址，经过交换机与校准中心连接，校准中心通过IP地址区分每个待校准电子秤传输的数据，将其分别存储至本地数据库。校准中心一方面实时接收待校准电子秤采集的称重信息和外部高精度温度传感器采集的温度信息，并存储进数据库，以待后续处理；另一方面，校准中心根据接收到的信息，计算校准公式，最终将结果反馈至各个待校准电子秤。

下面结合图3，对上述校准系统具体校准流程加以说明：

首先，根据待校准电子秤使用的温度界限，设置恒温恒湿实验箱初始温度。例如，补偿-10°C～+40°C温度范围内使用的最大称重为30kg的待校准电子秤，恒温恒湿实验箱的温度校准点选择-10°C，0°C，5°C，+10°C，+20°C，+30°C，+40°C。在某一温度点进行校准测量时，先将待校准电子秤置于恒温恒湿实验箱内稳定30分钟，待校准电子秤将内置温度传感器测量的温度值由以太网传输到校准中心，外部高精度温度传感器通过RS232接口上传标准温度值。重量载荷单元的校准，则是在每个温度校准点选取0～30kg范内选取13个点，具体为0g，10g，20g，50g，100g，200g，500g，1kg，2kg，5kg，10kg，20kg，30kg。在每个温度点内，对待校准电子秤进行3次循环标定。此时重量载荷单元的输入值，在经过A/D转换单元转换后，作为标定值，并传输至校准中心。将3次标定值取平均后，采取分段线性插值补偿算法，计算各段内的补偿算法所需参数。整个温度范围测量完毕后，校准中心将校准温度点、分段插值补偿参数通过交换机，分别发回各个待校准电子秤。

通信单元接收到由校准中心下发的校准数据，并将其传递至控制中心，由参数存储单元保存。在实际使用当中，温度检测单元、重量载荷单元分别将测得的温度值、重量值，经由A/D转换单元转换，传递到控制中心。在正常称重状态下，补偿计算单元读取该温度值、重量值，以及参数存储单元所保存的参数值，将其代入校准公式，最后得到补偿后的重量输出值，通过显示处理单元，在显示单元呈现。

图4中所示，为补偿计算单元具体补偿算法的流程图。例如，温度检测单元测得当前温度值为T_i，重量载荷单元2输出当前载荷值为W_i；首先通过查表法确定温度点，通过与校准温度点T_n(n=1,2,...,N)进行比较，寻找满足min|T_i-T_n|条件的T_n。确定温度点之后，以该温度下的标定数据W_m(m=1,2,...,M)为依据，再对测量值进行分段线性插值补偿。

以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的保护范畴。

Claims

1.一种温度自动补偿电子秤，其特征在于，包括：重量载荷单元、温度检测单元以及显示单元，所述重量载荷单元以及温度检测单元均与控制中心交互通信，所述显示单元与控制中心连接；

所述显示单元呈现所述控制中心的计算结果。

2.根据权利要求1所述的温度自动补偿电子秤，其特征在于，所述控制中心包括存储补偿系数的参数存储单元以及与所述参数存储单元连接、计算补偿量的补偿计算单元。

3.根据权利要求2所述的温度自动补偿电子秤，其特征在于，所述重量载荷单元以及温度检测单元均通过模数转换单元与所述控制中心连接，所述模数转换单元用于将模拟信号转换为数字信号。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的温度自动补偿电子秤，其特征在于，所述重量载荷单元包括称重传感器。

5.一种温度自动补偿电子秤校准系统，用于生成权利要求1-4任意一项所述的补偿参数，其特征在于，包括恒温恒湿实验箱，温度传感器以及若干待校准电子秤置于所述恒温恒湿实验箱内，所述温度传感器采集的温度信息以及待校准电子秤对标准砝码的称重信息发送至校准中心，所述校准中心根据温度信息以及称重信息计算补偿参数并发送至参数存储单元。

6.根据权利要求5所述的温度自动补偿电子秤校准系统，其特征在于，所述若干待校准电子秤通过以太网与校准中心交互通信。

7.根据权利要求5或6所述的温度自动补偿电子秤校准系统，其特征在于，所述温度传感器通过RS232接口与校准中心连接。