[其他]電容式電子吊秤及溫度補償

無效

• 申請號: 85106575
• 申請日: 1985-08-30
• 公開（公告）號: CN85106575B
• 公開（公告）日: 1987-11-11
• 發明（設計）人: 徐平均
• 申請（專利權）人: 國家物資局鄭州儲運公司二里崗倉庫
• 主分類號: G01G19/18
• 分類號: G01G19/18;B66C1/40
• 代理公司: 河南省專利代理中心
• 代理人: 徐皂蘭

本發明涉及一種用于起重機稱重的電子吊秤。

在物質的儲運過程中，物質稱重是個重要環節，目前普遍采用的是機械鋼材秤和地中衡稱量，也有采用電阻應變式電子吊秤。機械鋼材秤和地中衡稱量，作業效率低，精度不高，而電子應變式電子吊秤由于引起稱重誤差的環節太多，不容易達到很高的精度。

所有電子吊秤由傳感器和信號處理兩部分構成，傳感器要把力（即重量）信號轉變成電信號，再由信號處理部分處理，最終顯示出貨物重量來。本發明是一種力傳感器為電容式的電子吊秤。它的傳感器（圖1、圖2）中裝有一個扁圓形彈性元件〔4〕，在扁圓形彈性元件中間裝配有兩塊電容極板〔22〕、〔23〕，極板〔22〕與彈性元件〔4〕絕緣（圖3）。扁圓形彈性元件〔4〕可由鈹青銅，也可用高強度合金鋼制成。電容極板〔22〕、〔23〕可由鋼，也可由鍍銀有機玻璃制成。扁圓形彈性元件〔4〕上下各有螺紋與上、下吊耳〔3〕、〔10〕相連，然后通過裝有象滾針軸承〔2〕這樣軸承的鉸鏈和十字接頭與吊環〔1〕、吊鉤〔16〕聯結，以消除彎矩的影響。吊環〔1〕是一個圓環，可以掛吊在任意吊車的吊鉤上。當吊鉤〔16〕掛有貨物時，貨物重力作用于扁圓形彈性元件〔4〕上，使之產生變形，也即使電容極板〔22〕、〔23〕之間間隙發生變化而改變其電容容量。外殼〔5〕承剪片〔11〕組成一個密封的空間將彈性元件〔4〕和形成傳感電容的兩極板〔22〕、〔23〕密封，同時承受側向力。在這個密封空間內，傳感電容C和電感L及其它電子元件組成LC振蕩器，其頻率約2～2.5兆赫芝。由于傳感電容C隨貨物重量而發生變化，因而振蕩頻率也隨貨物重量變化，變化的振蕩頻率經過緩沖放大級由高頻電插座〔9〕傳輸到信號處理部分（可裝在司機室內，也可裝在地面），同標準頻率進行比較，算出重量再顯示出來。電子吊秤中電感、電容以及彈性元件〔4〕的彈性模量都是溫度的函數，為了消除溫度變化的影響，需要進行溫度補償。與傳感電容并聯的瓷介電容對電子線路的分布電容及電感器L的溫度系數進行補償，其瓷介電容的大小及溫度系數取決于實際的分布電容和實際電感器L的溫度系數，需實際調試中決定。對彈性元件〔4〕的彈性模量的溫度變化的補償是改變傳感電容極板〔22〕、〔23〕組成傳感電容器的有效面積。其原理如下：

式中C為電子吊秤傳感器總電容值，ε₀真空介電常數，ε空氣介電系數，C₀分布電容值，F電容極板有效面積，δ極板間隙δ=δ₀+KP/E₀δ₀間隙，K是與彈性元件結構有關常數，E彈性元件的彈性模量。P為物質重量。從式中可以看出，有效電容極板面積和初始間隙變化α可以補償彈性模量變化α，使總電容值不變。對彈性模量的溫度變化我們采用兩種辦法。（1）如圖3所示左右兩邊各有一個雙金屬簧片〔24〕與電容極板〔23〕相連，雙金屬簧片〔24〕隨溫度發生小的變形，使極板〔23〕產生與溫度成線性關系變化的橫向位移，因而改變兩極板〔22〕、〔23〕的重合面積，補償了彈性元件〔4〕的彈性模量的溫度變化。（2）使電容極板〔22〕、〔23〕面積不等，其中面積較小的一塊用線脹系數大的材料制成，用材料的熱膨脹來改變兩極板〔22〕、〔23〕的有效重合面積，達到補償的目的。如較小面積極板用鍍銀有機玻璃制成，另一塊用鋼制成，改變鍍銀層厚度可改變補償量的大小。補償后的電子吊秤精度很高，達0.1%。

電容式電子吊秤精度高，使用方便，省力省工，不受場地的限制，攜帶也很方便，能直讀出貨物的重量，還可連接打印機將重量打印出來，這種電容式電子吊秤在物資稱重上可發揮巨大的效能。