CN2248865Y

CN2248865Y - 一种垂直力自动测量装置

Info

Publication number: CN2248865Y
Application number: CN 95224659
Authority: CN
Inventors: 高翌汀
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-11-14
Filing date: 1995-11-14
Publication date: 1997-03-05
Anticipated expiration: 2005-11-14

Abstract

一种垂直力自动测量装置，由称重传感器3、辅助传感器2、称重信号处理器6、补偿信号处理器7、信号合成器8、微处理机10(带AD转换器9)和传力机构(由承重梁1、纵梁4a、横梁4b和梁基5组成)组成。由于无间隙所带来的测量干扰信号，可以通过电子线路加以处理和调制，利用波形补偿原理，使得非测量区和测量企间相互干扰抵销。本实用新型从根本上杜绝了机械间隙引起的冲击和震动，从而改进了测量精度，提高了测量速度。现场实验表明，测量重复性有明显改善，速度提高了两倍以上，改进了传感器的工作条件，传感器的寿命可提高一倍以上。

Description

一种垂直力自动测量装置

本实用新型涉及到一种垂直力的自动测量装置技术。

垂直力的测量，尤其是大吨位的垂直力测量，一般都用轨道衡、地衡或者梁衡来实现。公知的垂直力电子测量装置(见图1)由非承重梁1a、传力机构和称重测控电路组成，其传力机构是由承重传感器3、支撑的承台(由承重梁1b、加强纵梁4a组成)。称重测量电路接受承重传感器信号，进行垂直力的测量。由于被测量的垂直力是经过运动由非测量区梁1a，进入测量区承重梁1b进行测量的，其传力机构和外界环境间有隔离间隙1c，非测量区和测量区之间无相互干扰，其称重测量电路也比较简单。但是在荷载移动的过程中，(尤其是动态测量)这种间隙会造成巨大的冲击和震动，且重量越大，进入测量区速度越快，其冲击和震动也会越大。这不但引入了较大的测量误差降低测量精度，限制了测量速度的提高，还对承台、传感器的寿命和工作稳定性带来不利影响。

本实用新型的目的在于。设计一种无间隙的传力机构，它可以很好地杜绝由于冲击和震动带来的不利后果，而由于无间隙所带来的测量干扰信号，可以通过电子线路加以处理和调制，利用波形补偿原理，使得非测量区和测量企间相互干扰抵销。从而给出一套能提高测量精度和速度，改善传感器工作条件的新型垂直力自动测量装置。该装置是由其机械部分(见图2)和称重测量电路(见图3)组成，即由称重传感器3、辅助传感器2、称重信号处理器6、补偿信号处理器7、信号合成器8、微处理机10(带AD转换器9)、和传力机构(由承重梁1、纵梁4a、横梁4b、和梁基5组成)组成。

本实用新型的具体方案是：其机械部分采用如下结构，横梁4b、称重传感器3坐落在梁基5上，承重梁1可以是一根，也可以是两根，它固定在横梁4b和两个或者多个称重传感器3上。在承重梁1和称重传感器3之间可以安装有纵梁4a。称重传感器3可以坐落在已经坐落在梁基5的内梁4c上，当称重梁1选用两根时，同一根横梁4b、纵梁4a和内梁4c须同时支撑两根承重梁。在同一根承重梁1上，辅助传感器2可以是一只，或者是两只弯曲应变传感器，它固定在承重梁1的底部；也可以是一只，或者两只剪力传感器，剪力传感器需固定在承重梁1腰部中和轴处。辅助传感器2固定在称重传感器3和同侧横梁4b的两跨间，并分别距离两跨支点大于180mm的范围内。其称重测量电路是由，一个接收称重传感器3信号的直流线性放大器所组成的称重传感信号处理器6，一个接收辅助传感器2信号的直流线性放大器组成的补偿信号处理器7，一个直流差分放大器或者求和放大器组成的信号合成器8，一个AD转换器9和微机10组成；也可以是由两个称重传感信号处理器6，两个补偿信号处理器7，两个信号合成器8，一个AD转换器9和微机10组成。本实用新型在测量电路上的原理是：在垂直力测量过程中，称重传感器3产生的垂直信号由称重传感信号处理器6放大处理，同时辅助传感器2产生辅助信号，经补偿信号处理器7放大处理，二者在信号合成器8中迭加。适当设置辅助信号传感器的电参数如辅助传感器2的种类、位置及供桥电压、补偿信号传感器7的增益、相位等，可以获得合适的补偿信号波形，使得在测量区外补偿信号和称重信号的大小相等、方向相反，合成信号为零；而在测量区内，补偿信号和称重信号合成为有效载荷的测量信号。合成信号经AD转换器9转换成能由微机10识别的数字信号，进而由软件进行波形识别，判别计量区间，应用动态算法进行数据处理，最后给出测量结果。

本实用新型的优点：由于是一种动、静态垂直力自动测量装置，根本杜绝了机械间隙引起的冲击和震动，从而改进了测量精度，提高了测量速度。现场实验表明，获得了较好的效果，测量重复性有明显改善，速度提高了两倍以上，改进了传感器的工作条件，传感器的寿命可提高一倍以上。

本实用新型有如下附图：

图1是公知技术的垂直力测量装置示意图；

其横梁4b、称重传感器3坐落在梁基5上，纵梁4a固定在称重传感器3上，非称重梁固定在横梁4b上，称重梁1b固定在纵梁4a上，称重梁1b和非称重梁1a之间有间隙1c。

图2是本实用新型垂直力自动测量装置机械部分的第一实施例示意图；

其承重梁1是无缝梁，辅助传感器2固定在承重梁1上。

图3是本实用新型单侧称重测量第一电路方案方框示意图；

其图号分别为：称重传感信号处理器6、补偿信号处理器7、信号合成器8、AD转换器9、微机10。

图4是本实用新型单侧称重测量第二电路方案方框示意图；

其8是和差运算器。

图5是本实用新型垂直力自动测量装置机械部分的第二实施例示意图；

其内梁4c坐落在梁基5上，称重传感器3坐落在内梁5上。

图6是本实用新型垂直力自动测量装置机械部分的第三实施例示意图；

图7是本实用新型双侧称重测量电路方框示意图；

其图号分别为：其一侧承重梁上固定的、称重传感器、辅助传感器的信号分别进入称重传感信号处理器6a、补偿信号处理器7a、信号合成器8a，其另一侧承重梁上固定的称重传感器、辅助传感器的信号分别进入称重传感信号处理器6b、补偿信号处理器7b、信号合成器8b，最后两路合成信号同时输入AD转换器9、微机10。

图8是本实用新型单侧称重测量称重传感信号处理器6、补偿信号处理器7、信号合成器8的一种实际电路图。

本实用新型有以下实施例：

图2是本实用新型垂直力自动测量装置机械部分的第一实施例示意图，现根据附图对本实施例作进一步的说明。其横梁4b、称重传感器3坐落在梁基5上，纵梁4a固定在两个或者多个称重传感器3上，固定有辅助传感器2的承重梁1固定在横梁4b和纵梁4a上，承重梁1可以是一根，也可以是两根。在同一根承重梁1上，辅助传感器2可以是一只，或者是两只弯曲应变传感器，它固定在承重梁1的底部；也可以是一只，或者两只剪力传感器，剪力传感器需固定在承重梁1腰部中和轴处。辅助传感器2固定在称重传感器3和同侧横梁4b的两跨间，并分别距离两跨支点大于180mm的范围内。其称重测量电路可以是第一方案，即由一个接收称重传感器3信号的直流线性放大器所组成的称重传感信号处理器6，一个接收辅助传感器2信号的直流线性放大器组成的补偿信号处理器7，一个直流差分放大器或者求和放大器组成的信号合成器8，一个AD转换器9和微机10组成(如图3)；可以是第二电路方案，即由经6、7处理的两种信号，分别进入AD转换器9的两个通道，经AD转换的两组数字量由和差运算器8合成并进入微机10(如图4)；也可以是由两个称重传感信号处理器6，两个补偿信号处理器7，两个信号合成器8，一个AD转换器9和微机10组成(如图7)。

图5是本实用新型垂直力自动测量装置机械部分的第二实施例示意图，现根据附图对本实施例作进一步的说明。其结构是横梁4b、内梁4c坐落在梁基5上，称重传感器3固定在内梁4c上，纵梁4a固定在称重传感器3上，承重梁1固定在横梁4b和纵梁4a上。承重梁可以是一根，也可以是两根。在同一根承重梁1上，辅助传感器2可以是一只，或者是两只弯曲应变传感器，它固定在承重梁的底部；也可以是一只，或者两只剪力传感器，剪力传感器需固定在承重梁1腰部中和轴处。辅助传感器2固定在称重传感器3和同侧横梁4b的两跨间，并分别距离两跨支点大于180mm的范围内。其称重电路方案和第一实施例相同。

图6是本实用新型垂直力自动测量装置机械部分的第三实施例示意图，现根据附图对本实施例作进一步的说明。其结构是横梁4b、多个内梁4c坐落在梁基5上，称重传感器3固定在内梁4c上，承重梁1固定在横梁4b和称重传感器3上。承重梁可以是一根，也可以是两根。在同一根承重梁1上，辅助传感器2可以是一只，或者是两只弯曲应变传感器，它固定在承重梁的底部；也可以是一只，或者两只剪力传感器，剪力传感器需固定在承重梁1腰部中和轴处。辅助传感器2固定在称重传感器3和同侧横梁4b的两跨间，并分别距离两跨支点大于180mm的范围内。其称重电路方案和第一实施例相同。

图8是本实用新型单侧称重测量器称重传感信号处理器6、补偿信号处理器7、信号合成器8的一种实际电路图，其直流线性放大器的一种是由放大元件AD620和LF353及电容c1、C2、C3、C4、C9、C10，两个电位器P1、P3组成的称重传感信号处理器6；由放大元件AD620和LF353及电容C5、C6、C7、C8、，两个电位器P2、P4组成的补偿信号处理器7；由差分元件OP07和电容C11、C12及电阻R1、R2、R3、R4组成的信号合成器8。

Claims

1.一种垂直力自动测量装置，是装在梁基(5)上，由横梁(4b)、纵梁(4a)、承重梁(1)、内梁(4c)、称重传感器(3)、辅助传感器(2)和称重测量电路组成，其特征是：

1).其机械部分采用如下结构，横梁(4b)、称重传感器(3)坐落在梁基(5)上，承重梁(1)可以是一根，也可以是两根，它固定在横梁(4b)和两个或者多个称重传感器(3)上，当称重梁(1)选用两根时，同一根横梁(4b)、纵梁(4a)和内梁(4c)须同时支撑两根承重梁。

2).在同一根承重梁(1)上，辅助传感器(2)可以是一只，或者是两只弯曲应变传感器，它固定在承重梁(1)的底部；也可以是一只，或者两只剪力传感器，剪力传感器需固定在承重梁(1)腰部中和轴处。

3).其称重测量电路是由，一个接收称重传感器(3)信号的直流线性放大器所组成的称重传感信号处理器(6)，一个接收辅助传感器(2)信号的直流线性放大器组成的补偿信号处理器(7)，一个直流差分放大器或者求和放大器组成的信号合成器(8)，一个AD转换器(9)和微机(10)组成；可以是由经(6)、(7)处理的两种信号，分别进入AD转换器(9)的两个通道，经AD转换的两组数字量由和差运算器(8)合成并进入微机(10)；也可以是由两个称重传感信号处理器(6)，两个补偿信号处理器(7)，两个信号合成器(8)，一个AD转换器(9)和微机(10)组成。

2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于在承重梁(1)和称重传感器(3)之间可以安装有纵梁(4a)。

3.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于称重传感器(3)可以坐落在已经坐落在梁基(5)的内梁(4c)上。

4.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于辅助传感器(2)固定在称重传感器(3)和同侧横梁(4b)的两跨间，并分别距离两跨支点大于180mm的范围内。

5.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于称重传感信号处理器(6)、补偿信号处理器(7)、信号合成器(8)的一种实际电路是，直流线性放大器的一种是由放大元件AD620和LF353及电容c1、C2、C3、C4、C9、C10，两个电位器P1、P3组成的称重传感信号处理器6；由放大元件AD620和LF353及电容C5、C6、C7、C8、，两个电位器P2、P4组成的补偿信号处理器(7)；由差分元件OP07和电容C11、C12及电阻R1、R2、R3、R4组成的信号合成器(8)。