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一种微电磁力称重传感器及其动态温度补偿方法

文献发布时间:2024-04-18 19:59:31


一种微电磁力称重传感器及其动态温度补偿方法

技术领域

本发明涉及微电磁力称重技术领域,具体涉及一种微电磁力称重传感器及其动态温度补偿方法。

背景技术

微电磁力称重传感器是利用电流的磁效应进行称重的传感器,其广泛应用于各行业的高精密测量,诸如:环境、能源、临床检验等领域的检测;农业、食品医药、金属制造等领域的测量;航空航天燃料用量、化工行业等领域的分析等,其具有测量量程宽、测量速度快、测量精度高等特点,在高精密测量领域发挥出的重要性日渐突出。

例如公开号为CN103175595B,名称为基于电磁力补偿原理具有光电位置传感器的称重单元的发明专利公开了一种基于电磁力补偿原理的称重单元,包括固定底座部分,还包括安装在底座部分上永磁系统。悬置线圈通过力传递机构连接到负载接收器上并引导补偿电流。还包括光电位置传感器,其传感器信号对应于从零位起线圈的偏离。闭环控制器以这样的方式控制补偿电流,即在作用于线圈和永磁系统之间电磁力的作用下,线圈和与线圈连接的负载接收器被返回至它们的零位,实现物体的精准称重。

基于上述专利提供的称重原理,现有的电磁力补偿原理的称重单元例如公开号为CN216283845U,名称为电磁力平衡称重传感器的发明专利,公开了一种电磁力平衡称重传感器,虽然量程增加,但是由于其分体式结构使得整体结构包含众多零部件,使得装配工艺难度增加,同时由于不同部件在不同环境温度中产生的热胀冷缩效果不一致,从而使得测量精度降低,不能满足精密测量的实际使用需求。

在温度补偿方法的研究中,国内的微电磁力称重传感器主要是通过三极管PN节的温度特性进行电路的硬件补偿,这种补偿方式的缺点较为明显。首先,这种硬件的补偿方式与温度变化产生的漂移定量关系不明确,再次这种补偿方式与温度漂移存在明显的不对称性,产生温度漂移时,由于热传递效率存在时间响应,传统的硬件温度补偿方法无法有效应对温度实时变化的影响,无法实现对温度引起的测量误差的实时补偿。

发明内容

本发明的目的是提供一种微电磁力称重传感器及其动态温度补偿方法,解决目前分体式微电磁力称重传感器测量精度低的问题。

本发明为实现上述目的技术方案为:

一种微电磁力称重传感器,其特征在于,包括传感器本体、电磁力平衡单元和温度补偿显示模块,所述传感器本体包括底座、悬臂称重单元和杠杆单元,所述悬臂称重单元设置在底座的一端,所述电磁力平衡单元设置在底座的另一端,所述杠杆单元设置在电磁力平衡单元与悬臂称重单元之间,杠杆单元的连接端与悬臂称重单元连接,杠杆单元的调节端延伸至电磁力平衡单元内侧,所述电磁力平衡单元与温度补偿显示模块通信连接。

进一步限定,所述温度补偿显示模块包括示值显示单元、温度补偿单元和温度传感器,所述温度传感器通过温度补偿单元与示值显示单元通信连接,温度传感器设置在底座上。

进一步限定,所述悬臂称重单元包括垂直梁、第一耦合梁、载荷支撑柱头、四个第一平行杠杆梁和多个弹性簧片,所述垂直梁与底座的一端垂直设置,所述第一耦合梁竖直设置在底座的上方,第一耦合梁与垂直梁平行,四个所述第一平行杠杆梁阵列设置在第一耦合梁与垂直梁之间,第一平行杠杆梁与底座平行设置,所述载荷支撑柱头设置在第一耦合梁的顶部,载荷支撑柱头位于垂直梁与第一耦合梁之间,载荷支撑柱头与第一平行杠杆梁之间,所述载荷支撑柱头的底部与杠杆单元的连接端连接;所述弹性簧片分别位于对应垂直梁与第一平行杠杆梁之间和第一耦合梁与第一平行杠杆梁之间。

进一步限定,所述悬臂称重单元还包括偏载力臂、偏载补偿力矩梁和偏载误差调节旋钮,所述偏载力臂位于垂直梁的底部并与垂直梁平行设置,偏载力臂与垂直梁之间设有调节间隙,所述偏载误差调节旋钮与偏载力臂底部螺纹连接,偏载误差调节旋钮穿过调节间隙并与垂直梁接触;所述偏载补偿力矩梁与偏载力臂平行设置,偏载补偿力矩梁的底部连在偏载力臂的顶部,偏载补偿力矩梁的顶部与垂直梁的顶部连接;

所述杠杆单元包括第二耦合梁、支撑梁和第二平行杠杆梁;所述第二耦合梁竖直设置,第二耦合梁的底端与第一耦合梁的底端连接,第二耦合梁的顶端与第二平行杠杆梁的连接端连接,所述第二平行杠杆梁的调节端延伸至电磁力平衡单元内,所述线圈与第二平行杠杆梁另一端的底面连接,所述光电位置传感器与第二平行杠杆梁另一端相对设置,所述支撑梁竖直设置,支撑梁连接在第二平行杠杆梁与底座之间,支撑梁位于第二平行杠杆梁连接端与其调节端之间。

进一步限定,所述电磁力平衡单元包括传感器座、磁钢体、线圈和光电位置传感器,所述传感器座包括传感器底座和与传感器底座顶部连接的磁钢端盖,所述磁钢端盖内侧顶部设置有两块相对设置的光电位置传感器安装板,所述光电位置传感器安装板与第二平行杠杆梁同向设置,所述第二平行杠杆梁上设置有光电传感器缝隙,所述光电传感器缝隙位于两个所述光电位置传感器安装板之间,所述光电位置传感器设置在任一光电位置传感器安装板上,所述光电位置传感器与光电传感器缝隙相对设置;传感器底座位于底座的另一端,所述磁钢体设置在传感器底座内,磁钢体与底座连接,所述线圈沿磁钢体的轴线设置在磁钢体内,所述线圈与杠杆单元调节端的底面连接。

一种微电磁力称重传感器动态温度补偿方法,其特征在于,包括以下步骤:

S1、通过对微电磁力称重传感器进行升温试验和降温试验,得到相同载荷时微电磁力称重传感器在不同温度下得到的示值差、温度差和零位电压差;

S2、根据步骤S1分别对在升温试验和降温试验时得到的示值差、温度差和零位电压差拟合得到示值曲线补偿值;

S3、确定温度传感器的测量范围以及温度传感器的分度值,在温度传感器的测量范围内按照其分度值逐次升温并进行一次载荷试验,得到不同温度对应的示值线性补偿值;

S4、对微电磁力称重传感器进行称重时得到的测量值根据示值曲线补偿值和示值线性补偿值补偿后得到最终称量结果并显示。

进一步限定,所述步骤S1包括以下步骤:

S11、将微电磁力称重传感器放置在高低温箱中,高低温箱温度设定为T

S12、增加高低温箱温度至T

根据ΔM

S13、判断T

S14、将微电磁力称重传感器放置在高低温箱中,高低温箱温度设定为T

S15、降低高低温箱温度至T

根据ΔM

S16、判断T

进一步限定,所述步骤S2具体为:

根据升温试验得到的ΔM

ΔM=b

T

其中,b

进一步限定,所述步骤S3包括以下步骤:

S31、将微电磁力称重传感器放置在高低温箱中,高低温箱温度设定为t

S32、增加高低温箱温度至t

Δt

t

其中,x为第x次增加高低温箱温度,j为第j个标准砝码,G

S33、判断t

S34、根据不同温度进行载荷试验时得到的示值差

Δm

其中,Δm

进一步限定,所述步骤S4包括以下步骤:

S41、通过微电磁力称重传感器对待测载荷进行称重,得到微电磁力称重传感器的测量值m

S42、根据实时的温度传感器示值t

S43、根据ΔM=b

S44、根据M=m

本发明的有益效果:

1、本发明通过将传感器本体设计为一体式结构,一方面降低零部件数量,从而降低装配安装工艺难度与零部件之间的装配误差;另一方面使得整体结构材质统一,整体结构受到外界温度变化热胀冷缩效果一致,整体结构稳定性和可靠性增加,从而提高了测量精度,也保证了测量准确性与可靠性;同时通过温度补偿显示模块根据外界环境的实时温度对测量结果进行补偿后显示,避免因外界环境温度对称重结果的影响,进一步提高称重结果的准确性,适用范围更广,使用也更加稳定可靠。

2、本发明通过将传感器本体设计为一体式结构,加工可通过数控一体加工,降低人工组装带来的偏载误差,能够提高传感器的传力模型的对称性,使其在承载器的不同位置都能复现准确的称重数据。

3、本发明通过将传感器本体设计为一体式结构,传感器设置了双重限位,分别为第一平行杠杆梁限位和第二平行杠杆梁限位,能够在过重载荷和过大电流两个不同领域的量限输入进行限位保护。

4、本发明通过对微电磁力称重传感器在使用前进行多次试验得到不同温度下的示值曲线补偿值和示值线性补偿值,一方面能够根据示值曲线补偿值计算得到当前温度下的补偿值,提高称量精准度,另一方面根据示值线性补偿值匹配得到当前温度下的补偿值,既能够克服温度对微电磁力称重传感器整体结构影响造成的称重误差,也能够克服温度传感器自身误差对称重结果的影响。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图;

图2为本发明悬臂称重单元仰视结构示意图;

图3为本发明悬臂称重单元结构示意图;

图4为本发明传感器座结构示意图;

图5为本发明主视结构示意图;

图6为本发明传感器底座结构示意图;

图7为本发明磁钢端盖结构示意图;

图中:100-传感器本体;101-底座;102-传感器座;103-传感器底座;104-磁钢端盖;105-第一平行杠杆梁限位;106-第二平行杠杆梁限位;107-磁钢端盖固定孔;108-安装固定孔;200-磁钢体;300-线圈;301-线圈安装孔;400-光电位置传感器;500-示值显示单元;600-悬臂称重单元;601-垂直梁;602-第一耦合梁;603-载荷支撑柱头;604-第一平行杠杆梁;605-弹性簧片;606-偏载力臂;607-偏载补偿力矩梁;608-偏载误差调节旋钮;609-限位槽;700-杠杆单元;701-第二耦合梁;702-支撑梁;703-第二平行杠杆梁;704-光电传感器缝隙;705-光电位置传感器安装板;800-温度补偿单元;801-温度传感器;802-温度补偿控制模块。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例的附图,对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本申请的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。

实施例1

参考图1和图2,本实施例提供了一种微电磁力称重传感器,包括传感器本体100、电磁力平衡单元和温度补偿显示模块,温度补偿显示模块包括示值显示单元500、温度补偿单元800和温度传感器801,示值显示单元500通过温度补偿单元800与温度传感器801信号连接,其中传感器本体100包括底座101、悬臂称重单元600和杠杆单元700,底座101、悬臂称重单元600和杠杆单元700为一体式结构,电磁力平衡单元包括传感器座102、磁钢体200、线圈300和光电位置传感器400。

具体的,温度补偿单元800包括温度补偿控制模块802,示值显示单元500、光电位置传感器400、线圈300和温度传感器801均与温度补偿控制模块802电连接,温度补偿控制模块802用于采集线圈300的电压以及光电位置传感器400的信号、用于改变线圈300的中电流的大小使光电位置传感器400处于平衡位置、用于根据线圈300中电流的大小计算微电磁力称重传感器的测量值、用于获取线圈300的零位电压、用于获取温度传感器801的温度值、用于根据线圈300的零位电压、微电磁力称重传感器的测量值和温度传感器801的温度值计算得到最终称量结果并发送给示值显示单元500进行显示。

线圈300安装在磁钢体200内,传感器本体100通过杠杆原理在一端放置载重时,安装有光电位置传感器400的传感器本体100另一端偏转,使光电位置传感器400偏离平衡位置,同时带动安装在传感器本体100该端的线圈300偏转,随后温度补偿控制模块802通过改变线圈300中的电流大小来改变线圈300和磁钢体200之间的电磁力,进而改变线圈300在磁钢体200中的位置高度的同时线圈300带动光电位置传感器400偏转至平衡,此时温度补偿控制模块802根据线圈300的电流大小计算出当前载重的重量,同时通过温度传感器801采集的实时温度发送给温度补偿控制模块802,温度补偿控制模块802根据当前温度对计算出的当前载重的重量进行补偿,最终通过示值显示单元500进行显示,根据实际温度对计算出的重量进行补偿,使得测量结果更加准确,通过一体式结构降低零部件的数量,降低装配难度的同时也降低了装配误差,从而提高测量精度和准确性,保证测量稳定可靠,满足使用需求。

具体的,参考图3,传感器本体100包括底座101、传感器座102、悬臂称重单元600和杠杆单元700,温度传感器801安装在底座101上,悬臂称重单元600和传感器座102设置在底座101的相对两端,以悬臂称重单元600位于底座101的左端以及传感器座102位于底座101的右端为例进行说明,悬臂称重单元600、传感器座102和底座101为一体式结构,悬臂称重单元600位于底座101左端的上方,悬臂称重单元600的左端与底座101的左端连接,使得悬臂称重单元600形成悬臂梁结构,底座101的四角位置均开设有安装固定孔108,便于将底座101固定安装避免晃动;在实际使用时,将载重放置在悬臂称重单元600上,从而使悬臂称重单元600向下倾斜。

杠杆单元700位于悬臂称重单元600与传感器座102之间,杠杆单元700的左端与悬臂称重单元600的右端连接,此时杠杆单元700的左端作为连接端,杠杆单元700的右端延伸至传感器座102内部根据载重大小上下偏转,此时杠杆单元700的右端作为调节端,杠杆单元700的还包括与支撑点连接的支撑端,支撑端位于杠杆单元700的连接端与杠杆单元700的调节端之间;在实际使用时,悬臂称重单元600在放置载物向下倾斜时,悬臂称重单元600带动杠杆单元700的连接端向下倾斜,杠杆单元700在支撑端的作用下杠杆单元700的调节端向上偏转。

磁钢体200为管状结构,磁钢体200的底部安装在底座101上端面,磁钢体200位于传感器座102的内部,杠杆单元700的调节端的下表面与线圈300连接,线圈300沿着磁钢体200的轴线设置在磁钢体200内,线圈300与磁钢体200之间间隙配合,使得杠杆单元700调节端向上偏转时能够避免线圈300与磁钢体200内壁接触。

光电位置传感器400安装在传感器座102内侧的顶部,光电位置传感器400位于杠杆单元700调节端的上方。

进一步说明,悬臂称重单元600包括垂直梁601、第一耦合梁602、载荷支撑柱头603和四个第一平行杠杆梁604;垂直梁601与底座101的左端连接,垂直梁601与底座101垂直连接,第一耦合梁602同样竖直设置,第一耦合梁602位于垂直梁601的右侧,第一耦合梁602与垂直梁601平行,第一耦合梁602顶部与垂直梁601顶部位于同一水平面,第一耦合梁602位于底座101的上方,第一耦合梁602与垂直梁601之间通过四个第一平行杠杆梁604连接形成悬臂梁结构,四个第一平行杠杆梁604阵列设置,即两个第一平行杠杆梁604沿水平方向连接在第一耦合梁602顶部与垂直梁601顶部之间,另外两个第一平行杠杆梁604沿水平方向连接在第一耦合梁602底部与垂直梁601底部之间,上下两个第一平行杠杆梁604位于同一竖直平面,前后两个第一平行杠杆梁604位于同一水平平面;载荷支撑柱头603用于承载载重,载荷支撑柱头603与第一耦合梁602的顶部连接,载荷支撑柱头603位于顶部两个第一平行杠杆梁604之间,载荷支撑柱头603载重端位于第一平行杠杆梁604中间位置,载荷支撑柱头603悬空。

进一步说明,参考图4,悬臂称重单元600还包括多个弹性簧片605,弹性簧片605厚度可选为0.2mm,弹性簧片605为弧形结构,每一个第一平行杠杆梁604两端分别设有两个弹性簧片605;具体的,第一平行杠杆梁604左端的两个弹性簧片605上下设置,位于上方的弹性簧片605向下凹设,位于下方的弹性簧片605向上凹设,使得第一平行杠杆梁604的左端通过两个弹性簧片605与垂直梁601相连,第一平行杠杆梁604右端的两个弹性簧片605同样上下设置,位于上方的弹性簧片605向下凹设,位于下方的弹性簧片605向上凹设,使得第一平行杠杆梁604的右端通过两个弹性簧片605与第一耦合梁602相接;其中,垂直梁601、弹性簧片605、载荷支撑柱头603、第一平行杠杆梁604和第一耦合梁602属于一体式结构,在制造时可选用铸造或者镗铣等方式;并且,弹性簧片605呈对称式分布,组成了一种新型平行导向结构,起到力支撑和导向功能,载荷支撑柱头603上的载荷通过弹性簧片605将力汇聚到第一耦合梁602上。

进一步说明,悬臂称重单元600还包括偏载力臂606、偏载补偿力矩梁607和偏载误差调节旋钮608,偏载力臂606竖直设置在垂直梁601的左侧,偏载力臂606与垂直梁601之间存在调节间隙,偏载力臂606的顶部与垂直梁601的侧壁相连,在偏载力臂606的底部设置偏载误差调节旋钮608,偏载误差调节旋钮608与偏载力臂606的底部螺纹连接,使得旋转偏载误差调节旋钮608能够调节偏载力臂606底部与垂直梁601之间调节间隙的间距;偏载力臂606为n型结构,即偏载力臂606底部的两端均设置有偏载误差调节旋钮608,偏载力臂606的顶部与垂直梁601的宽度相同,偏载力臂606与垂直梁601之间也同样通过浇铸或者镗铣为一体式结构;偏载误差调节旋钮608中装有可以调节的螺母,通过调节螺母能够使偏载力臂606发生弹性变形,能够补偿八片弹性簧片605加工时的不对称性。

偏载补偿力矩梁607为口字型结构,偏载补偿力矩梁607同样位于垂直梁601的左侧,偏载补偿力矩梁607竖直设置并且位于偏载力臂606的正上方,偏载补偿力矩梁607的顶部与垂直梁601的顶部相连,偏载补偿力矩梁607的底部与偏载力臂606顶部相连的同时与垂直梁601相连,此时偏载补偿力矩梁607与垂直梁601之间同样存在调节间隙,并且偏载补偿力矩梁607与垂直梁601之间为一体式结构;偏载力臂606发生弹性形变时,在机架支撑力的作用下偏载补偿力矩梁607发生微观变化,从而使传感器左右两边的结构尺寸发生变化,可以补偿加工偏差造成的不对称性,进一步保证传感器本体100的结构对称性。

为了避免悬臂称重单元600偏转角度过大导致结构稳定性降低,选择在第一耦合梁602的右侧设置限位槽609,优选限位槽609的数量为两个,两个限位槽609安装在第一耦合梁602的相对两侧,使得杠杆单元700位于两个限位槽609之间;在底座101上设置两个第一平行杠杆梁限位105,两个第一平行杠杆梁限位105分别与对应的两个限位槽609一一对应,第一平行杠杆梁限位105与限位槽609之间为间隙卡接,即悬臂称重单元600能够带动限位槽609上下偏转设定的距离,在偏转大于设定距离时被第一平行杠杆梁限位105限位,例如第一平行杠杆梁限位105与限位槽609槽内顶部间距和与限位槽609槽内底部间距均为0.5mm。

进一步说明,参考图5,杠杆单元700包括第二耦合梁701、支撑梁702和第二平行杠杆梁703作为杠杆,第二耦合梁701连在第二平行杠杆梁703的连接端,支撑梁702位于第二平行杠杆梁703的底部作为第二平行杠杆梁703的支点;具体的,第二耦合梁701竖直设置,第二耦合梁701的顶部与第二平行杠杆梁703的连接端相连,第二耦合梁701的底部与第一耦合梁602相连,第二耦合梁701根据悬臂称重单元600的上下偏转同步上下移动,此时第二耦合梁701上下移动时带动第二平行杠杆梁703的连接端上下偏转,由于悬臂称重单元600在上下偏转时存在弧度,导致第二耦合梁701上下移动其底部存在前后摆动,优选的在第二耦合梁701上也设置有弹性簧片605,弹性簧片605竖直设置,从而能够消除第二耦合梁701的前后偏转。

支撑梁702同样竖直设置,支撑梁702顶部与第二平行杠杆梁703的底面相连,支撑梁702的底部与底座101相连为一体结构,为了满足支撑梁702与第二平行杠杆梁703之间的弹性连接,优选支撑梁702与第二平行杠杆梁703之间同样设置有弹性簧片605,该弹性簧片605同样竖直设置。

参考图6,第二平行杠杆梁703的调节端延伸至传感器座102内,第二平行杠杆梁703的调节端上开设有两个线圈安装孔301,两个线圈安装孔301沿着第二平行杠杆梁703的设置方向开设,在两个线圈安装孔301之间设置有光电传感器缝隙704,光电传感器缝隙704沿水平方向开设,即在两个线圈安装孔301之间设置与第二平行杠杆梁703调节端垂直的挡板,光电传感器缝隙704开设在挡板上;线圈300通过两个线圈安装孔301与第二平行杠杆梁703的调节端连接,光电传感器缝隙704位于线圈300的轴线上,具体的,支撑梁702与第二耦合梁701之间的间距为X1,支撑梁702与光电传感器缝隙704之间的间距为X2,第二平行杠杆梁703的杠杆比

进一步说明,光电位置传感器400安装在传感器座102的顶部,光电位置传感器400与光电传感器缝隙704正对,光电位置传感器400相对光电传感器缝隙704上下偏转,线圈300中电流通过温度补偿控制模块802调节后带动第二平行杠杆梁703的右端恢复至平衡,当光电位置传感器400与光电传感器缝隙704正对时,第二平行杠杆梁703调节至平衡状态,此时即可根据线圈300的电流大小确定当前载重重量;传感器座102包括与底座101相连的传感器底座103和与传感器底座103顶部相连的磁钢端盖104;具体的,传感器底座103为U型结构磁钢体200位于传感器底座103内侧,磁钢体200的高度低于传感器底座103的高度,在传感器底座103的顶部两侧均开设有磁钢端盖固定孔107,传感器底座103通过磁钢端盖固定孔107与磁钢端盖104相连,磁钢端盖104位于第二平行杠杆梁703的外侧,光电位置传感器400安装在磁钢端盖104上。

参考图7,进一步说明,磁钢端盖104内侧的顶部设有两个相对设置的光电位置传感器安装板705,光电位置传感器安装板705与第二平行杠杆梁703同向设置,光电位置传感器安装板705位于挡板的相对两侧,光电位置传感器400安装在光电位置传感器安装板705上,使得光电位置传感器400与光电传感器缝隙704正对。

同样,为了避免第二平行杠杆梁703调节端向下偏转距离较大,选择在磁钢端盖104的右端设置有第二平行杠杆梁限位106,第二平行杠杆梁限位106为J型结构,第二平行杠杆梁限位106的顶部与磁钢端盖104的顶部相连,第二平行杠杆梁限位106的底部延伸至第二平行杠杆梁703底部的下方,用于限制第二平行杠杆梁703向下偏转距离过大,例如可选择在第二平行杠杆梁703水平时,第二平行杠杆梁限位106的底部与第二平行杠杆梁703底部之间的间距为0.5mm。

工作过程:微电磁力称重传感器在使用时选择配合承载器托盘使用,承载器托盘可选为圆形结构,承载器托盘安装在载荷支撑柱头603上。

在使用前需要对微电磁力称重传感器进行校准,具体的:

首先选择同一个载重放置在承载器托盘的一角,随后读取示值显示单元500的示值,随后改变载重的放置位置重新称重,如此称重多次,若多次示值偏差较大则需要对微电磁力称重传感器进行校准,若示值偏差小于3个分度值,则校准完成。

其中,通常选择将载重分别在承载器托盘的左上角、右上角、右下角、左下角和中心五个位置进行称重;在校准微电磁力称重传感器时,选择旋转偏载误差调节旋钮608,重复校准操作,直至校准完成。

调整好偏载误差后,传感器基本处于工作状态,在承载器托盘的任意位置放置量程范围内的载荷,经过弹性簧片605将重力集中在第一耦合梁602上,第一耦合梁602将力传至第二耦合梁701上,实现力矩变向,成为垂直方向,力在支撑梁702的支撑下将第二平行杠杆梁703的右端撑起,同时第二平行杠杆梁703带动光电传感器缝隙704和线圈300向上偏转,温度补偿控制模块802根据光电位置传感器400的感应检测到第二平行杠杆梁703的水平位置变化,因此温度补偿控制模块802增加线圈300中的电流,使其与磁钢体200之间的电磁力增大,从而使线圈300向下偏转,线圈300向下偏转时带动第二平行杠杆梁703的右端向下偏转,直至光电位置传感器400与光电传感器缝隙704正对时第二平行杠杆梁703恢复至平衡状态,然后温度补偿控制模块802根据线圈300中的电流大小进行计算得到当前载荷重量,温度补偿控制模块802再根据温度传感器801采集的实时温度对当前载荷重量进行补偿,最后将补偿后的载荷重量通过示值显示单元500进行显示完成称重。

其中,在具有除皮量的称量中,传感器的载荷存在变小的可能性,此时是上述过程的逆过程,线圈300中的电流相应减小,示值显示单元500的数据也会相应减小。

实施例2

基于实施例1提供的微电磁力称重传感器,本实施例提供一种微电磁力称重传感器动态温度补偿方法,包括以下步骤:

S1、通过对微电磁力称重传感器进行升温试验和降温试验,得到相同载荷时微电磁力称重传感器在不同温度下得到的示值差、温度差和零位电压差;

S2、根据步骤S1分别对在升温试验和降温试验时得到的示值差、温度差和零位电压差拟合得到示值曲线补偿值;

S3、确定温度传感器801的测量范围以及温度传感器801的分度值,在温度传感器801的测量范围内按照其分度值逐次升温并进行一次载荷试验,得到不同温度对应的示值线性补偿值;

S4、对微电磁力称重传感器进行称重时得到的测量值根据示值曲线补偿值和示值线性补偿值补偿后得到最终称量结果并显示。

步骤S1包括以下步骤:

S11、将微电磁力称重传感器放置在高低温箱中,高低温箱温度设定为T

具体的,首先调节高低温箱的温度为T

S12、增加高低温箱温度至T

根据ΔM

其中,在升温试验中,第一次升温后高低温箱的温度为T

S13、判断T

其中,按照步骤12进行升温试验,直至高低温箱的温度达到T

S14、将微电磁力称重传感器放置在高低温箱中,高低温箱温度设定为T

其中,完成升温试验后进行降温试验,同样每一次按照T

S15、降低高低温箱温度至T

根据ΔM

S16、判断T

通常在实际工作中,需要对微电磁力称重传感器进行一次检测,通过将微电磁力称重传感器放置在高低温箱中进行升温试验和降温试验,通过对比微电磁力称重传感器在升温试验中得到的示值与其在降温试验中的示值偏差是否超过规定值,若超过则认为该微电磁力称重传感器检测不合格,对于检测合格微电磁力称重传感器才可以使用。

步骤S2具体为:

根据升温试验得到的ΔM

ΔM=b

T

其中,b

其中,通过升温试验和降温试验得到的多组数据通过多元线性回归算法进行拟合能够得到一条平滑曲线的函数,从而能够通过实际温度与升温试验时的校准温度Th

步骤S3包括以下步骤:

S31、将微电磁力称重传感器放置在高低温箱中,高低温箱温度设定为t

其中,根据温度传感器801的型号可以获知该温度传感器801的测量范围以及分度值,为了提高测量时的补偿准确度,在微电磁力称重传感器实际使用前,在温度传感器801的测量范围内通过标准发明依次测量每一个温度得到的示值与实际重量的偏差,进而得到温度传感器801在其测量范围内任一温度下对应的示值补偿值。

从而将微电磁力称重传感器在高低温箱中从t

载荷试验按照要求,选择重量等于微电磁力称重传感器最大量程四分之一的砝码G

S32、增加高低温箱温度至t

Δt

t

其中,x为第x次增加高低温箱温度,j为第j个标准砝码,G

其中,随着对高低温箱的温度进行调节,每一次升温后进行一次载荷试验,从而得到当前温度下的五个示值差

S33、判断t

其中,进行在升温过程中进行多次载荷试验,直至完成温度传感器801测量范围内每一个温度下对应的示值差

S34、根据不同温度进行载荷试验时得到的示值差

Δm

其中,Δm

其中,在温度传感器801测量范围内,在温度为t

实际温度对应温度传感器801的一个示值t

步骤S4

包括以下步骤:

S41、通过微电磁力称重传感器对待测载荷进行称重,得到微电磁力称重传感器的测量值m

此处的测量值m

S42、根据实时的温度传感器801示值t

当温度传感器801测量得到当前温度t

S43、根据ΔM=b

S44、根据M=m

上述温度传感器801测量显示的温度值单位与步骤S3进行测量时温度传感器801得到的示值温度值单位相同,例如均可选择为℃。

如上即为本申请的实施例。上述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述申请的验证过程,并非用以限制本申请的专利保护范围,本申请的专利保护范围仍然以其权利要求书为准,凡是运用本申请的说明书及附图内容所作的等同结构变化,同理均应包含在本申请的保护范围内。

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