CN2223487Y - 高精度电子皮带秤 - Google Patents

Abstract

一种高精度电子皮带秤，秤台由纵梁和横梁组成一框架，减速机电机位于秤台中部，皮带轮和张轮装在秤台左边支承架上，支承架固定在纵梁上，秤台右边也有滚轮，滚轮间由皮带传动，横梁底部用螺栓固定三传感器，该传感器用四个应变片组成一全桥形式电路，传感器受重力作用，变换为电信号，经放大，累计，显示电路，最后获得精确的秤量。

Description

高精度电子皮带秤

本实用新型涉及一种高精度电子皮带秤装置，属于电子秤的技术领域。

皮带秤种类极多，例如单悬臂皮带秤，调速皮带秤，双悬臂皮带秤，其秤盘或秤架都用弹簧或弹簧片支撑，也就是利用十字形弹片为杠杆支点，物料放多少，围绕这弹簧片支点转动，压力传感器上受到的压力并不是真实的物料压力，其中一部份就被弹片的弹性力所抵消，因此，弹簧或弹簧片的非线性影响了电子秤的计量精度。

本实用新型的目的是要提供一种高精度电子皮带科装置，它可以克服上述的缺点，秤台及物料直接由三个传感器支撑，分别由三个点固定秤台，稳定性好，这样使秤台和物料重量变为传感器直接受力而转换为电信号，去掉了现有皮带秤的机械杠杆系统和十字弹簧片所产生的附加误差。

本实用新型的目的是这样实现的：

皮带秤由秤台，传感器和底座组成；秤台由纵梁和横梁组成一框架，减速机，电动机位于秤台中部，皮带轮和滚轮装在秤台左边的支承架上面，支承架用螺栓固定于纵梁上，秤台右边也有一滚轮，各滚轮之间由三角皮带驱动，张紧拉杆架装于秤台底部上面，拉杆装在张紧拉杆架，秤台上装有2托轮架，以小轴固定一托轮，三角皮带连接于皮带轮和减速机轴上皮带轮，横梁底部用螺栓固定传感器，传感器用螺杆，螺母固定在底座上，纵梁底部用螺栓，螺母固定4根立柱。传感器是用四个应变片组成一全桥的电路结构。

图1电子皮带秤的示意图。

图2电信号放大计量电路方框原理图。

图3信号放大器示意图。

图4流量显示板电路图。

图5电流频率转换器电路图。

图6累计显示器电路图。

图7电源电路图。

兹结合附图对高精度电子皮带秤的结构详细叙述：

由图1，皮带秤主要由秤台(1)，传感器(16)和底座(3)三部份组成，秤台(1)由纵梁(8)和横梁(9)组成一框架，框架上装有减速机(1)，电动机(2)，皮带轮(3)，滚轮(4)，托轮组(5)，拉杆(张紧轮)，秤台下用三只传感器(16)支撑固定，传感器用双连孔悬臂梁式传感器。

秤台由纵梁(8)，横梁(9)组合成框架，电动机(1)和减速机(2)位于秤台的中部，皮带轮(3)和滚轮(4)装在秤台的左边的支承架(21)上面，支承架(21)也用螺栓固定在纵梁(8)上，秤台右边也装有一个滚轮(4)，滚轮(4)之间由三角皮带(5)驱动，张紧拉杆架(11)装于秤台底部上，拉杆(7)装在张紧拉杆架(11)上，拉杆(7)用于张紧皮带，使皮带(5)保持合适的松紧程度，在秤台上部还装有2个托轮架(19)，架上以小轴(20)固定一托轮(6)，托轮(6)用于托承皮带(5)，三角皮带(10)连接于皮带轮(3)和减速机(2)轴上的皮带轮，横梁(9)底部又用螺栓(14)固定传感器(16)，传感器(16)又用螺杆(15)，螺母(22)固定在底座(18)上，纵梁(8)底部又用螺栓(13)，螺母(12)固定4根立拉(17)，底座(18)是用槽钢制成的矩形框架，框架下部有四处安装基础孔，立柱(17)是在运输时保护传感器(16)。

由图3，测量放大器，其中IC₁，IC₂采用低失调低漂移集成电路组成。

每个传感器(23)分别四个应变片(24)组成，在电路结构上构成一个全桥，由精密稳压供电，在机械结构上将四个应变片(24)分别贴在对称的四个方向上，既增加了灵敏度，又可互相补偿，以提高其精度和可靠性。

传感器(23)的输出端(IN₁)与电阻R₁，R₂，R₃并联后连接电容C₁，接于运算放大器IC₁A的3端(正极输入端)，放大器IC₁的型号为LF412A或NE5512传感器(23)，另一输出端(IN₂)与电阻R₄，R₅，R₆并联后接电容C₂，再接于运算放大器IC₁B的5端(正极输入端)，上部IC₁A运算放大器的8端与+U相接的正端相接，电阻R₁，R₂，R₃并联后又与二个并联的二极管D₁、D₂相接再与并联的电阻R₄，R₅，R₆相接，运算放大器IC₁A的输出端1端与电阻R₃相接，反馈于2端(负极)，同时又与电阻R₉相接后接于放大器IC₁B的6端(负端)，电阻R₉又与电阻R₁₀连接于放大器IC₁B的输出端(7端)。运算放大器IC₁A的输出端1又与电阻R₇相接后，接于放大器IC₂的负输入端2端，放大器IC₁B的输出端7也通过电阻R₁与电阻R₁₃并联后接于放大器IC₂的正输出端3端，放大器IC₂的6端输出端又与电阻R₁₂相接后反馈接于2端负输入端，放大器IC₂的7端接于+V，4端接于-V。放大器IC₂的输出端连接电阻R₁₄和R₁₅后接于放大器IC₃的正输入端3端，负输入端2端接电阻R₁₈和电阻R₂₁，电阻R₂₁的一端接电阻R₂₀后再与电阻R₁₉和稳压管D₃并联，接于+V，电阻R₂₁，另一端接电阻R₂₂再与稳压管D₄和电阻R₂₃并联，再接于-V。电阻R₁₄，R₁₅相接又分别接于电容C₃和电源PVC。放大器IC₃的4端接于-V，7端接+V，5端接于单运放集成电路LM741，IC₃的输出端6端与电阻R₁₀相接后，接于三极管T₁的基极，三极管T₁的发射极与三极管T₂的集电极相接，三极管T₂的基极与集电极相接后又接于三极管T₃的基极，三极管T₂和T₃的发射极各接一电阻R₂₄和R₂₇后并联接于电源EC，三极管T₃的集电极接于电流信号端IMA(1)端以及电容C₄正端，PE(IMA)(3)端同时接地，三极管T₁的发射极又与电阻R₂₅和R₂₆并联后接地，放大器IC₃的2端又并接电阻R₁₈和R₁₇后接于电阻R₂₅。

由图4，电流信号由ImA+和ImA-两端输入，ImA+端分接二极管D₅正极和电阻R₃₃，再接于二极管D₅的负极。且分接于电阻R₃₆，ImA一端分接于二极管D₅的负极和二极管D₅的正极以及电阻R₃₆，然后又分接于稳压管D₇正极，电容C₇以及电阻R₃₅，电阻R₃₅另一端又接电阻R₃₄与稳压管D₇并接于电阻R₃₃后接于+5V，同时又分接于电阻R₂₈，以及分别分接于运算放大器IC₄(型号7170)的28端以及数码管L₇，L₈，L₉和L₁₀。电容C₅和接于IC₄的23端又与电阻R₂₉分接于21端，电阻R₂₉另接于22端，电容C₇分别接于IC₄的30端、29端和26端，电容C₆接于IC₄的27、28两端，电容C₈一端接于IC₄的32端，另一端与电阻R₃₁和电容C₉相并接后各接于IC₄的33和34端，IC₄的40端和31端相接后接地，数码管L₃的5端接电阻R₃₂后接地，电流信号由ImA+和ImA-两端输入，由电阻R₃₆、R₃₀，电容C₇共同作用形成电压信号输入到IC₄(7170)，电容C₇可以消除干扰引起的误显示，二极管D₅、D₆起限幅作用，电阻R₂₆连接放电回路；电阻R₃₆，R₃₄，R₃₃稳压管D₇为运算放大器IC₄提供基准电压，其中D₇起稳压作用，电阻R₃₅起电压调节作用，电阻R₃₃保护稳压管D₇，使电流不会过大。

VCC通过R_2a接于+5V，为IC₄供电，4个数码管L₇，L₈，L₉，L₁₀，GnD端共同接于+5V，属于共阳极连接，其余端与IC₄一一对应，而数码管L₇只有B端、C端和6端与IC₄相接，只可显示“-”或“1”或“熄”作好了1/2位显示。

本图为7170电压测量显示原理图，7170放大器模集成电路，其功能包转A/D转换，BCD七段译码，数码管驱动等，其中A/D转换属于双积分原理，电容C₅，C₆，C₈，C₉，R₂₉，R₂₁为转换基准信号组成元件，电流信号由ImA+，ImA-两端输入，由R₃₆，R₃₀，C₇共同作用，形成电压信号输入到IC₄，7170中，C₇可以消除干扰引起的误显示，D₆，D₅起限幅作用，R₂₆连通放电回路。R₃₅，R₃₄，R₃₃，D₇为IC₄提供基准电压，其中D₇起稳压作用，R₃₅起电压调节作用，R₃₃保护D₇电流不会过大。

VCC通过R₂₈接到+5V为IC₄供电，四个数码管的GND端接+5V，是属共阳极联接，其它管用与IC₄一一对应，L₇只有BC及G与IC₄相连，只可显示“一”或“1”或熄，作好了1/2位显示。

由图5，电流信号由ImA(1)和ImA(2)两端输入，其间连接一电阻R₄₀，ImA(1)端又分接一电阻R₄₁，再分接于运算放大器IC₅的负端(2端)，同时又分接电阻R₄₂，再分接于单结晶体管T₄的第二基极，以及接电阻R₅₄后接于运算放大器IC₇的2端(负端)，电容C₁₀和稳压管D₈并联，一端又与电阻R₃₇相接，且接地，另一端分接电阻R₃₈，又与电阻R₃₇并联，再接电阻R₄₃，再分接电阻R₄₅和R₄₆，电阻R₄₆与稳压管D₁₀相接，再接电阻R₄₇后接至-15V，而电阻R₄₅又分接稳压管D₉后接电阻R₅₅，接至运算放大器IC₇的3端(正端)，IC₇的输出端(6端)接电容C₁₄后，再分接一稳压管D₁₂和一个电阻R₅₆，再接地和接于O，IC₇的4端接-15V，7端接+15V，IC₅的4端和IC₆的4端共同接于-15V，IC₅的5端和1端与可调电阻R₅₁两端相接，而7端又与IC₆的7端并接于电阻R₃₉，IC₅的输出端6端与电阻R₅₂分接后接于IC₆的2端(负端)，IC₆的输出端6端与二极管D₁₁和电容C₁₃并接后，接于单结晶体管T₄的发射极，T₄的另一基极与电阻R₅₃并接于电阻R₄₉。

信号以恒流形式从R₄₀输入，电阻R₃₉，R₃₈，R₃₇，R₄₃，R₄₅，R₄₄，R₄₆，R₄₇，R₄₈，R₄₉，R₅₀，R₁₄，R₅₀，通±15V及地线的连接为运放IC₅，IC₆(为低源运放OP07)提供基准电压，接运放3端，电阻R₄₁，R₄₂，电容C₁₂作为运放IC₅的反馈回路运放IC₆输出端，6端作为单结晶体管T₄的控制极，T₄的导通决定C₁₂的充放电，输入电流的大小决定C₁₂充放电时间，这样IC₅、IC₆构成振荡回路，保证运放IC₇，LM741负端(2端)电压交变，而IC₇正端(3端)通过稳压管D₉，保护电阻R₅₅的作用，保持低电平，二极管D₁₁及C₁₃起整形，及防止干扰引起振荡混乱。IC₇的输出通过C₁₄去干扰，R₅₈保护及D₁₂整形后形成标准方波输出，电阻R₅₁起调节O点作用。

由图6，二极管D₁₃正端与二极管D₁₅正极以及电容C₁₅并接于+5V，D₁₃的负端依次连接电阻R₅₇，二极管D₁₄接至触摸式开关S₁，二极管D₁₅负端与电容C₁₅并接电容C₁₆和C₁₇后接于VCC和GND接地。

f(+)和f(-)端并联电阻R₅₈和电容C₁₈，F(+)与电容C₁₈又与电阻R₅₉相接后又与二极管D₁₆负端接至CLKD，f(-)端与电阻R₅₈，电容C₁₈以及二极管D₁₆相接后接地。

+5V及二极管D₁₃，D₁₄，电阻R₅₇构成复位电路，高电平复位，S₁为触摸式开关。

+5V经C₁₅滤波，D₁₅降压，C₁₆，C₁₇滤波后为各集成块提供五作电源VCC。

频率信号，经R₅₀，电容C₁₈，去毛剌，R₅₉，D₁₆整形后输入到CLKD。

IC₈～IC₁₃为10进次计数/分频器，同时可自按驱动数码管，每个集成块的管用1为脉冲输入端，2为计数允许，低电平有效，3为输入控制，高电平有效，5为十分频输出，16为供电端，15为复位端，高电平则所有数码管显示为0，6，7，9，10，11，12，13，分别与数码管各位对应，控制显示，前一部片子的分频输出作为另一个集成块的脉冲输入(例IC₈的5端接IC₉的1端)，这样，一系列脉冲输入后，IC₈～IC₁₃控制的数码管即可显示出个、十、百、千、万、十万各位，最大计数为999999数码管L₀～L₅分别与IC₈～IC₁₃各位相连，GND端接地属共阴极驱动，DP端悬空，说明不显示小数点。

由图7，电源由L₃端和N端输入于交流滤波P₁的1，2端，由(输出端)3，4端与变压器T₁的初级绕组相接，电源的PE端也与变压器T1相接，并接地，多抽头变压器T₁的第一个次级绕组与由D₁₇，D₁₈，D₁₉，D₂₀组成的桥式整流器输入端相接，其输出端与电容C₁₉和C₂₃并联相接，同时电容C₁₉，C₂₃一端与运算放大器IC₁₄的1端和IC₁₅的1端相并联，IC₁₄的2端和输出端3端与电容C₂₇并接后接于+5V，IC₁₅的2端与3端也与电容C₂₈并接后接于±5V同时又与IC₁₄的2端和电容C₂₇相接后接地，IC₁₅后2端同时又与桥式整流器的输出端和电容C₁₉，C₂₇相接；第2个次级绕组又与由二极管D₂₁，D₂₂，D₂₃，D₂₄组成的桥式整流器输入端相接，其输出端又与电容C₂₀，C₂₄并接后，各与运算放大器IC₁₆的1端和2端相接，IC₁₆的输出端3端接于+15V，又并接电容C₂₀，再与2端相接后接地，LC₁₈的2端同时又与桥式整流器的另一输出端相接，以及电容C₂₀，C₂₄相接。

第三个次级绕组与一个由二极管D₂₅，D₂₆，D₂₇，D₂₈组成的桥式整流器输入端相接，其输出端与电容C₂₁和C₂₅并接后，一端与IC₁₇的1端相接，3端与IC₁₆的2端、3端引至电容C₂₉相接后接地，同时又并接一电容C₃₀，再与IC₁₇的2端相接后接于-15V，同时2端又接于另一输出端和电容C₂₁，C₂₅。变压器T₁的第4个次级绕组与由二极管D₂₉，D₃₀，D₃₁，D₃₂组成的桥式整流器输入端相接，其输出端与电容C₂₂和C₂₆并连，其中一输出端又接至运算放大器IC₁₈的1端，另一输出端接于LC₁₈的2端，IC₁₈的3端和2端又并接一电容C₃₁，IC₁₈的3端和电容C₃₁并接于IC₁₉的1端，IC₁₈的2端与电容C₃₁又并接于IC₁₉的2端，IC₁₉的3端和6端并接一电阻R₆₃，又与2端并接一电阻R₆₂，IC₁₉的4端连接一可调电阻R₆₁又与2端和电阻R₆₂，电容C₃₂相接后接地，IC₁₉的3端与电阻R₆₃并联后又接于6—12V，同时接于电容C₃₂一端。

本图为直流稳压电源图，其中P₁为交流滤波，使交流输入稳定；T₁为多抽头变压器；为后序电路提供输入电压；D₁₇～D₃₂组成四个整流电桥，将交流输入变为自流；电解电容C₁₉～C₂₂，无极性电容C₂₃～C₂₆一起使整流后电压脉动更小，起滤波作用；IC₁₄，IC₁₅为稳压块7805，使电压稳定在5V左右，用两片是为了扩展电流，IC₁₆为7815，使电压稳定在15V左右，IC₁₇同为7815稳压，输出压差15V，3端接地，则2端为-15V；IC₁₈为稳压块7818，稳压输出18V；经IC₁₉及R₆₁，R₆₂，R₆₃，调节作用可使输出后6—12V可调。可调电位器R₆₁即可使输出从6—12V可调；电容C₂₇—C₃₁起滤波作用，C₃₂起滤波及稳压作用。

与现有技术相比，高精度电子皮带秤装置具有下列优点：

1.结构简单，秤台、物料直接由三个传感器支撑，稳定性良好，可省去现有电子秤使用的机械杠杆系统，以及十字弹簧片产生的附加误差。

2.传感器由四个应变片组成，在电路上形成一全桥，由稳压供电，四个应变片贴合于对称的四个方向，增加灵敏度，又可以互相补偿，提高计量精度和可靠性。

Claims (2)

1.一种高精度电子皮带秤，其特征在于皮带秤由秤台(1)，传感器(16)和底座(3)组成；秤台(1)由纵梁(8)和横梁(9)组成一框架，减速机(2)，电动机(3)位于秤台(1)中部，皮带轮(3)和滚轮(4)装在秤台左边的支承架(21)上面，支承架(21)用螺栓固定于纵梁(5)上，秤台右边也有一滚轮(4)，各滚轮(4)之间由三角皮带(5)驱动，张紧拉杆架(11)装于秤台底部上面，拉杆(7)装在张紧拉杆架(11)，秤台上装有2托轮架(19)，以小轴(20)固定一托轮(6)，三角皮带(10)连接于皮带轮(3)和减速机(2)轴上皮带轮，横梁(9)底部用螺栓(14)固定传感器(16)，传感器(16)用螺杆(15)，螺母(22)固定在底座(18)上，纵梁(18)底部用螺栓(13)，螺母(12)固定4根立柱(17)。

2.根据权利要求1所速的皮带秤，其特征在于：传感器(23)是用四个应变片(24)组成一全桥的电路结构。

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