[其他]數(shù)字載荷偏移補(bǔ)償

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 88103475
• 申請(qǐng)日: 1988-06-10
• 公開（公告）號(hào): CN88103475A
• 公開（公告）日: 1988-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尼爾·C·格里芬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 托利多磅稱公司
• 主分類號(hào): G01G23/00
• 分類號(hào): G01G23/00
• 代理公司: 中國(guó)專利代理有限公司
• 代理人: 程天正,林長(zhǎng)安

本發(fā)明與秤這類的測(cè)力裝置有關(guān)，特別是與可對(duì)載荷在該裝置上的位置進(jìn)行補(bǔ)償?shù)臏y(cè)力裝置有關(guān)。

眾所周知，載荷在秤上位置的不同會(huì)降低重量測(cè)定的精確度，并且必須根據(jù)稱重裝置需要的精度范圍或多或少地進(jìn)行補(bǔ)償。在對(duì)力矩不敏感的只有一個(gè)測(cè)力計(jì)的秤中，承載托盤和底座是與測(cè)力計(jì)直接連接的，因此測(cè)力計(jì)本身的結(jié)構(gòu)減小了載荷位置不同的影響。這種測(cè)力計(jì)通常包括平衡支架（Counterforce）和固定在這一支架上并同時(shí)被連接到一個(gè)電橋電路的一些應(yīng)變片。測(cè)力計(jì)通常是這樣設(shè)計(jì)以便做到：（1）由載荷位置變化引起一個(gè)應(yīng)變片電阻變化時(shí)，將伴隨有另一個(gè)應(yīng)變片的電阻變化，從而使電橋電路的輸出趨于保持不變和/或（2）這些應(yīng)變片是固定在相對(duì)載荷的位置變化不敏感的區(qū)域或方向上的。一種把應(yīng)變片裝置在對(duì)稱于梁的中心軸并與該中心軸相平行的、對(duì)力矩不敏感的雙梁測(cè)力計(jì)，就是應(yīng)用了這二項(xiàng)技術(shù)。

通常，還必須進(jìn)一步減小載荷位置變化引起的誤差，這有以下幾種不同的方法。一種技術(shù)是通過(guò)搪磨支架表面以稍稍改變測(cè)力計(jì)的幾何形狀。這種方法雖然可以改善測(cè)量的精度，但是既費(fèi)工又費(fèi)時(shí)。

另一種技術(shù)是由Lockery在美國(guó)專利第3，576，128號(hào)中提出的采用與應(yīng)變片連接的補(bǔ)償電阻。與此類似，但作了相當(dāng)改進(jìn)的技術(shù)是由Griffen和Griffen等分別在美國(guó)專利第4380175號(hào)和第4453609號(hào)中提出的。他們通過(guò)以某些方式來(lái)定位應(yīng)變片，并在與某些應(yīng)變片連結(jié)的電路中采用補(bǔ)償電阻的方法對(duì)測(cè)力裝置做出顯著改進(jìn)，并大大減少了工耗。

在Komoto的美國(guó)專利第4482022號(hào)中，采用了一個(gè)對(duì)中心加載位置標(biāo)定的測(cè)力傳感器并采用一些輔助傳感器來(lái)測(cè)定載荷離開中心標(biāo)定位置的位移。輔助傳感器的輸出被用來(lái)調(diào)節(jié)測(cè)力傳感器的增益，以便對(duì)測(cè)得的離開標(biāo)定位置的任意位移進(jìn)行修正。

根據(jù)本發(fā)明，在平衡支架上裝有一個(gè)或幾個(gè)附加的傳感元件以確定載荷在沿相互橫貫的兩條軸中至少一條軸上的位置，位置傳感元件的輸出與測(cè)力傳感器得到的重量讀數(shù)一起輸入微處理機(jī)。然后應(yīng)用一種算法來(lái)計(jì)算修正的重量，使得相同的載荷或者安放在沿測(cè)力裝置的一條或兩條軸上任何位置處的重量相等載荷都有相同的重量數(shù)值。算法中對(duì)于每一測(cè)力計(jì)所需要知道的常數(shù)值可以根據(jù)與該測(cè)力計(jì)的載荷位置特性有關(guān)的數(shù)據(jù)具體確定。

本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)是，對(duì)由于測(cè)力計(jì)結(jié)構(gòu)引起的非線性的修正可以包容在上述算法中。這樣，可以允許對(duì)測(cè)力計(jì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行一些可能提高效率和具有優(yōu)點(diǎn)、然而也會(huì)引起非線性的改變。例如，在應(yīng)用應(yīng)變片的雙梁平衡支架中，為了便于裝配與設(shè)置應(yīng)變片，可以把所有的應(yīng)變片裝在平衡支架的頂部表面上，盡管這樣做會(huì)引起非線性問題。

圖1是體現(xiàn)本發(fā)明裝置的框圖;

圖2是體現(xiàn)本發(fā)明的稱重裝置的一種優(yōu)選形式的框圖。它與圖1相比要詳盡得多。

圖3是根據(jù)本發(fā)明包含用于載荷偏移補(bǔ)償?shù)碾p梁測(cè)力計(jì)的稱重裝置的側(cè)視圖;

圖4是圖3中僅僅示出測(cè)力計(jì)時(shí)的俯視圖;

圖5是圖3中僅僅示出測(cè)力計(jì)時(shí)的底視圖;

圖6是圖3至圖5中用于位置敏感的和用于測(cè)力的應(yīng)變片的示意圖;

圖7是圖3所示稱重裝置的俯視圖，圖中畫出了對(duì)中的和一些偏心的加載位置;

圖8是一個(gè)采用多個(gè)縱向和橫向位置敏感應(yīng)變片的雙梁測(cè)力計(jì)的俯視圖，其中所有測(cè)力的和位置敏感的應(yīng)變片都裝在測(cè)力計(jì)上梁頂部表面上;

圖9A至9C是圖8所示的測(cè)力計(jì)中分別包含有縱向位置敏感的應(yīng)變片、橫向位置敏感的應(yīng)變片與測(cè)力應(yīng)變片的橋式電路;

圖10是根據(jù)本發(fā)明帶有用于載荷偏移補(bǔ)償?shù)奈恢妹舾袘?yīng)變片的壓縮梁測(cè)力計(jì)的正視圖;

圖11是圖10所示測(cè)力計(jì)的側(cè)視圖;

圖12是根據(jù)本發(fā)明帶有用于載荷偏移補(bǔ)償?shù)碾娙菪灾亓總鞲性臀恢脗鞲性臏y(cè)力計(jì)平衡支架的側(cè)視圖;

圖13是圖12中所示測(cè)力計(jì)沿該圖中13-13線所作的水平截面圖;

圖14是圖12所示平衡支架帶有不同布局的電容性傳感器時(shí)的側(cè)視圖;

圖15是圖14所示測(cè)力計(jì)沿該圖中線15-15所作的水平截面圖;

圖16是用來(lái)測(cè)定如圖12-15中測(cè)力計(jì)所采用的傳感元件電容器電容量的電路框圖;

圖17是為了在圖16所示的電路中用一個(gè)基準(zhǔn)電容器來(lái)測(cè)定3個(gè)敏感電容器的電容量而設(shè)計(jì)的電路原理圖;

圖18是一個(gè)電容器的正視圖，其中表明該電容器極板受到偏心加載作用。

圖19是圖18所示的電容器的側(cè)視圖;

圖20是圖18所示電容器的俯視圖;

圖21是包含本發(fā)明的稱重裝置的工作流程圖;

圖22是在圖21流程圖中用于載荷偏移修正的子程序流程圖;