文章大綱:
電容式電子秤
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一、引言
1.背景介紹
- 歷史背景:在八十年代初,由于國(guó)內(nèi)物資流通過程中的工作效率需要提高,開始研制電子吊秤。當(dāng)時(shí),國(guó)內(nèi)的技術(shù)水平和材料供應(yīng)有限,特別是應(yīng)變式傳感器所需的高基礎(chǔ)材料尚未商品化,因此選擇了電容式傳感器方案。
- 選擇原因:電容式稱重傳感器對(duì)基礎(chǔ)材料的依賴性較小,研制成功的可能性較大。
2.
電容式電子秤的定義與應(yīng)用
- 定義:
電容式電子秤是一種通過測(cè)量電容器電容變化來確定物體重量的衡器產(chǎn)品。
- 應(yīng)用領(lǐng)域:廣泛用于包裝、運(yùn)輸及貯存領(lǐng)域。
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二、電容式電子秤的結(jié)構(gòu)
1.主要組件
- 彈性元件:類似測(cè)力環(huán)的扁環(huán)形彈性元件。
- 極板:極板和極板支架。
- LC振蕩電路:用于將電容變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。
- 密封殼:包含以上所有組件,確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。
2.安裝與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
- 一個(gè)極板用彈性體的表面代替,另一個(gè)通過絕緣瓷片固定。
- 安裝在圓筒形秤殼中,下部有承剪膜和萬向節(jié)減少偏載影響。
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三、電容式電子秤的原理與工作方式
1.基本原理
- 變間隙式電容傳感器:通過改變電容器極板間隙來測(cè)量電容變化,進(jìn)而確定物體的重量。
2.電路構(gòu)成
- 無線傳輸?shù)某芋w電路:包括L C振蕩器、熱敏電阻溫度傳感器等。
- 儀表部分電路:由無線接收機(jī)、解調(diào)器、微處理器、顯示器等組成。
3.非線性問題處理
- 采用分段拋物線插值法進(jìn)行線性化處理。
- 從零點(diǎn)到最大稱量點(diǎn)的12個(gè)秤量點(diǎn)逐點(diǎn)標(biāo)定和計(jì)算補(bǔ)償量。
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四、誤差來源與解決方案
1.誤差分析
- 機(jī)械因素:彈性模量的溫度系數(shù)影響。
- 電路因素:分布電容、電感量的變化影響零點(diǎn)和靈敏度。
- 濕度:濕度變化引起輸出靈敏度下降。
2.溫度補(bǔ)償與校正
- 標(biāo)定與補(bǔ)償方法:在不同溫度下標(biāo)定,確定溫度影響曲線并存儲(chǔ)于EPROM中。
- 時(shí)間基準(zhǔn):選用石英晶體振蕩器作為時(shí)間基準(zhǔn)。
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五、電容式電子秤的應(yīng)用與發(fā)展
1.實(shí)際應(yīng)用
- 商業(yè)用途:如超市、倉(cāng)庫、貨運(yùn)站等場(chǎng)合。
- 工業(yè)用途:如生產(chǎn)線上的質(zhì)量控制和檢測(cè)。
2.發(fā)展趨勢(shì)
- 便攜化和智能化:現(xiàn)代電子秤趨向小型化、便攜化、智能化。
- 多功能集成:集成自檢、去皮、計(jì)價(jià)、累計(jì)等功能。
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六、總結(jié)
1.電容式電子秤的優(yōu)點(diǎn)
- 高精度:通過先進(jìn)的補(bǔ)償算法實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量。
- 低維護(hù)成本:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于維護(hù)。
2.未來展望
- 新材料和新工藝:隨著科技發(fā)展,新材料和新工藝的應(yīng)用將進(jìn)一步優(yōu)化電容式電子秤的性能。
- 智能化升級(jí):物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用將使電容式電子秤更加智能和便捷。