發布日期：2022-10-09 點擊率：154
在以往的養殖行業來說，飼料的成本是行業內首要考慮的因素。在傳統的人工喂養過程中會對飼料把控不到位形成無形的浪費，即使滿足了正常的食物供給也并非能達到營養平衡，合理化飼養的目的最終對取得的產量，最佳的繁育率產生影響導致利潤率的降低，這是人們不愿看到的結果。采用全混合日糧（TMR）飼養是惟一適用的飼養方式，全混合日糧（TMR）是近年來現代化規模化奶牛養殖談論比較多的話題，此技術可以簡化勞動程序，讓日糧加工和飼喂過程全部實現機械化，使飼喂管理省工、省時，降低飼料成本，能大幅度提高勞動效率，有利于推動肉牛養殖業向規模化、產業化方向發展，為此有必要研發一款跟全混日糧技術相匹配的稱重傳感器，在飼料攪拌車底部安裝TMR專用稱重傳感器，目的是為保證飼料稱重的準確性，使飼養管理更精確，保證肉牛的營養均衡。
TMR車的結構組成：
攪拌車，會有一個漏斗形的料槽，按飼養配方將粗料，精料，礦物質和微生物充分混合，攪拌加入料槽。底部會裝有測量重量信號的稱重傳感器。?
主要控制器，在TMR中裝入此部件，主要接收底部稱重傳感器的重量信息和電腦存儲的物料信息，以便于對裝料，撒料進行控制。
?輔助控制器，這個部件安裝于TMR車的裝料點和鏟車點，接收來自于主要控制器和電腦數據的連接，以便于提示鏟車員，當前原料信息及重量。
稱重傳感器，在飼料攪拌車底部安裝TMR專用稱重傳感器，用于匯集物料信息，以便于物料人員增加物料。
以下是TMR車：
稱重傳感器在TMR中的工作原理
稱重傳感器的組成部分，彈性體。應變計，檢測線路等。彈性體的結構有不同形狀，根據要測量的物體來選擇適用于本產品的彈性體，對于輸出的精確度和靈敏度來說是至關重要的。它的主要作用是將力轉換為形變。應變計是一種傳感元件，它的作用是通過形變轉化為電阻變化。檢測線路的主要部件是惠斯登電橋，他方便的解決稱重傳感器的補償問題，把電阻變化轉化為相應的電信號輸出。電信號的輸出通過A/D的轉換變成數字的重量信號。
當料槽內裝滿飼料時物料重量通過衡器的秤斗作用于稱重傳感器，稱重傳感器的彈性體在外力的作用下產生彈性體的變形，彈性體的變形使電阻應變片也發生變形，電阻應變片變形后，它的阻值也將發生變化，經檢測電路把電阻變化轉化為電信號，通過A/D變送器的轉換變成數字式的重量信息。
以下稱重傳感器適用于TMR全混合日糧：
結語
客戶在選型稱重傳感器的同時要考慮精度高，具有穩定性能的稱重傳感器，還要結合使用要求及環境的影響。避免造成成本的浪費。
原創不易，請勿抄襲！
重量是生活中一個重要的單位，那么在工業上它更是非常重要。
生產環節中加了多少公斤的原料，產生了多少公斤的廢品等等等等，這些數據都是支撐著整個工廠良好運行的必要元素。
那么在工業上如何計算重量呢？
我們需要使用稱重傳感器
稱重傳感器的原理是在被測物體上的重力按一定比例轉換成可計量的輸出信號。
西門子稱重傳感器的測量采用應變式原理，應變片被固定在彈性體上。外力的作用導致彈性體產生形變，在彈性體上的應變片隨之產生形變。由于應變片外部形狀的變化，其電阻值也會相應發生變化。左上角和右下角應變片被壓縮，電阻薄膜變短，阻值變小。右上角和左下角應變片被拉伸，電阻薄膜變長，阻值變大。對于每只稱重傳感器，至少4個應變片被連接在一起組成一個惠斯通電橋。當傳感器受力導致應變片電阻發生變化時，電橋不平衡。 在激勵電壓不變的情況下，輸出信號的大小與傳感器受力成正比。
稱重傳感器一般可以連接PLC或者二次表進行示數。
常見的工業傳感器分為四線制和六線制；
對于四線制傳感器，只有下圖黑色所示的四個電纜，其中EXC+和EXC-是稱重模塊給傳感器的激勵，SIG+和SIG-為稱重傳感器的輸出；對于六線制傳感器，會多出兩根紅色的線，SENSE+和SENSE-它們的作用是什么呢？這兩根線是做補償用的，當傳感器和稱重模塊的距離較遠時，這兩根線會進行補償，進而使得測量結果更精確一些。
在實際現場的使用中，因為工況比較復雜，使得稱重傳感器和稱重模塊之間的距離較遠，稱重模塊給傳感器的供電電壓假設為6V，那么由于線路的損耗，該激勵信號到達稱重傳感器時小于6V，在同樣受力情況下，傳感器的輸出信號與供電電壓成正比，所以稱重模塊通過一個高阻抗回路將傳感器側實際的供電電壓反饋給稱重模塊，稱重模塊通過內部的比較器對輸出的供電電壓進行調節。 稱重模塊可以連接四線制和六線制傳感器都可以。 如果連接四線制傳感器，需要在接線盒或者稱重模塊側將SENSE+與EXC+短接，SENSE-與EXC-短接。
對于工廠中使用PLC連接稱重傳感器，我們通常有兩種方式去實現；
一 使用稱重傳感器加二次表加PLC的模擬量輸入，為什么需要加二次表呢？因為傳感器是由物體重量壓彎而產生一個mv級電壓信號，PLC無法直接讀取，所以需要二次表進行轉換，一說到轉換大家都知道一定會有損耗，這個損耗其實不是很大，但是對于精確測量就會產生很大影響，我以前曾經做過10g精度的設備，這個損耗就是結果影響就很大了，所以這一方法的有點是便宜，對于PLC系統沒有太大的要求，因為世面上98%的PLC都帶模擬量輸入功能。但缺點是無法應用在精度要求較高的情況下。
二 最精確的方法，也是最昂貴的方法，使用稱重傳感器加PLC稱重模塊進行測量
這種方式是最精確的，因為PLC連接自己的模塊是沒有損耗的，而且這種方式的讀取速度也是非常快的，可以應用在各種復雜的場合中。
那么它的缺點是對于PLC系統有著很大要求，首先PLC需要使用帶稱重模塊的，而一般稱重模塊的價格都比較高，而且使用一個新的稱重系統以前需要對它進行校準，一旦稱重傳感器損壞了更換的話，也需要重新校準，而西門子的各個系列的稱重模塊的校準都不是很簡單，需要一定的經驗和技術，這個以后我們還會講解的；所以這一技術不適合新手。
那么作為精確測量的單元，它的使用方法也必須注意，否則很有可能導致測量不準甚至損壞。
一 安裝時需要非常注意，否則容易損壞傳感器
稱重傳感器的彈性體的制作材料主要還是合金的鋁材，所以出現任何一點震動導致的沖擊或者是發生掉落的情況都會導致出現非常大的數據輸出誤差。比如一個量程為10kg的傳感器，如果不小心給了它15kg左右的力，就有可能永久損壞它，因此，安裝稱重傳感器一定要做到輕拿輕放。
二 安裝時嚴格按照它的設計要求
根據設備的工藝，或者水平安裝或豎直安裝，但傳感器的稱重部分一定要與被測物體嚴密吻合，切稱重部分和被測物體不能接觸器其他著力點，否則會導致測量不準。
三 有時需要使用三個甚至多個傳感器共同測量同一物體，這些傳感器與稱重裝置的接觸面必須水平，否則受力不均，影響測量結果，雖然輕微的水平面傾斜可以通過接線盒里的電阻調節，但調節能力有限，而且也不利于效稱，所以安裝時盡量保持水平。
其他注意事項；
一接線盒；在使用多個稱重傳感器時，接線盒是一個必要的工具，它可以將多組稱重數據統一到一起，減少稱重模塊的工作量。
但是在使用過程中，它也是很容易出問題的。
首先要注意防塵放水防靜電，其次在使用中要注意每一個端子的含義，切忌接錯線。
二 電纜的連接和屏蔽
傳感器的信號最終還是通過電纜進行傳輸，而且對于如此高精度的信號，有一點干擾都會導致數據的不穩定
因此連接時需要嚴格按照上圖進行施工。
三 編程的注意事項，濾波是否可以使用？
在實際的工業現場會存在很多干擾，那么很多人都習慣使用程序手段進行濾波，但是對于稱重也是可以使用的，但是需要注意的是；濾波會產生信號的滯后性，如果只是單純的觀察和測量則沒有問題，但如果是計算或者是使用測量結果進行控制那么就會導致稱重結果不準確，這里大家需要注意。
好吧，今天和大家講一講稱重，以后會繼續拓展講一講西門子不同系列的PLC連接稱重傳感器以及校稱和編程，想學習PLC和自動化知識的朋友請不要錯過了。
學習自動化我們是認真的。
稱重傳感器與皮帶秤的研究摘要：生活中稱的重形式隨處可見，最初的機械稱重，它簡單但是測量范圍小精度低，難以滿足大眾需求，現在越來越高精度的稱重技術，往往以其選用的傳感器為核心技術，不同類型的傳感器決定了稱重系統的稱重范圍和精度。工業上不便于人工對煤炭等大宗散裝物料稱重，因此常采用皮帶秤進行稱重，便于得到一個比較準確的開采量，本文講會從皮帶秤的結構，工作原理，傳感器特性等方面對其進行一個分析。關鍵字：稱重，稱重傳感器，皮帶秤。1稱重傳感器及其簡單介紹稱重傳感器是一種能夠將重力轉變為電信號的力--電轉換裝置，是電子衡器的一個關鍵部件。能夠實現力--電轉換的傳感器有多種，常見的有電阻應變式、電磁力式和電容式等。電磁力式主要用于電子天平，電容式用于部分電子吊秤，而絕大多數衡器產品所用的還是電阻應變式稱重傳感器。電阻應變式稱重傳感器結構較簡單，準確度高，適用面廣，且能夠在相對比較差的環境下使用。因此電阻應變式稱重傳感器在衡器中得到了廣泛地運用。為了適用各種衡器結構的安裝需要，稱重傳感器做成了各種各樣的結構形式，傳感器的名稱往往也按照其外形稱呼。如橋式傳感器（主要用于汽車衡）、懸臂梁式（地上衡、料斗秤、汽車衡）、柱式（汽車衡、料斗秤）、箱式（臺秤）、S 型（料斗秤）等。一種衡器承載體往往有多種結構形式的傳感器可供選擇，如果傳感器選擇得當，對于衡器性能的提高是很有幫助的。稱重傳感器準確度等級分為A，B，C，D 四個級別。不同級別有不同的誤差范圍。A 級傳感器的要求最高。等級后面的數字表示檢定分度值，數字越大，傳感器質量越好。例如：C2 表示C 級，2000 個檢定分度值；C5 表示C 級，5000 個檢定分度值。顯然C5 要高于C2。傳感器常用的級別為C3，C5 級，這兩種級別的傳感器可用于制作準確度等級為III 級的電子衡器。稱重傳感器的誤差主要是由非線性誤差、滯后誤差、重復性誤差、蠕變、零點溫度附加誤差以及額定輸出溫度附加誤差等引起的。2稱重傳感器的分類及其常用類型的詳細介紹稱重傳感器按轉換方法通常分為電阻應變片式 電磁力式 光電式 電容式 液壓式 振動式 磁極變形式 陀螺儀式 光纖光柵式 9 大類，以電阻應變片式使用最廣 下面是幾種常用的稱重傳感器的工作原理 特性及優劣比較。以金屬材料為轉換元件的電阻應變計，其轉換原理是基于金屬電阻絲的電阻 應變效應所謂應變效應是指金屬導體 （電阻絲） 的電阻值隨變形 （伸長或縮短） 而發生改變的一種物理現象 （如圖1所示）。金屬導體的電阻值可用下式表示：式中： ρ為金屬導體的電阻率 （ Ω·cm2/m ）；S為導體的截面積（ cm2）；L為導體的長度（m ）電阻應變片式稱重傳感器是基于這樣一個原理：彈性體 （彈性元件 敏感梁） 在外力作用下產生彈性變形，使粘貼在他表面的電阻應變片（如圖 2 所示） 也隨同產生變形，電阻應變片變形后，它的阻值將發生變化 （增大或減小），再經過惠斯通電橋 （如圖 3 所示） 把這一電阻變化轉換為電信號 （電壓或電流），從而完成了將外力變換為電信號的過程。電阻應變式稱重傳感器的稱量范圍為幾十克至數千噸，計量準確度達 1/1000 1/，結構較簡單，可靠性較好，大部分電子衡器均使用此傳感器 電阻應變式傳感器的優點是準確度高測量范圍廣 壽命長 結構簡單 頻響特性好能在惡劣條件下工作，易于實現小型化 整體化和品種多樣化等 它的缺點是機械滯后 蠕變和零漂 應變極限，對于大應變有較大的非線性輸出信號較弱，但是可通過一定措施改進 。電阻應變片式稱重傳感器是稱重傳感器中應用最廣泛的，對其的特性研究也是最多的。3 電磁力平衡稱重傳感器電磁力平衡傳感器的稱重過程基于安培力實現 通電導線在磁場中受到的作用力如圖 4 所示在導線上加上秤盤，秤盤及導線本身具備的重力方向朝下，而通電導線受到向上的電磁力，當通過導線的電流值達到某一值時，這兩個力互相平衡，此時傳感器就處于平衡狀態即可確定被測物體的重量 電磁力平衡傳感器依靠載流線圈在恒定直流磁場中產生的電磁力與被測質量的重力平衡，實現被測質量的電信號轉換。電磁力平衡稱重傳感器是一種高精度傳感器，精度可達 1/2000 1/，但稱量范圍僅在幾十毫克至十千克之間 廣泛用于電子分析天平，是精密質量稱量的常用傳感器 由于測量分辨率高靈敏可靠 價格適宜，在精密質量稱量 化學反應監測 加速度測量 水分檢測等領域被廣泛應用 為減小傳感器的體積，簡化傳感器的制造工藝，降低制造成本，電磁力平衡傳感器的恒定直流磁場采用永久磁鐵 永久磁鐵作為電磁力平衡傳感器的永磁體，其磁性能的穩定性直接影響電磁力平衡傳感器的精度。電磁力平衡式傳感器是一項相對成熟的專利技術，對傳感器的生產條件要求較高 目前，世界上只有為數不多的幾家大廠掌握這種技術 這種高精度的電子稱重裝
稱重傳感器工作原理
隨著技術的進步,由稱重傳感器制作的衡器已廣泛地應用到各行各業,實現了對物料的快速、準確的稱量，特別是隨著微處理機的出現，工業生產過程自動化程度化的不斷提高，稱重傳感器已成為過程控制中的一種必需的裝置，從以前不能稱重的大型罐、料斗等重量計測以及吊車秤、汽車秤等計測控制，到混合分配多種原料的配料系統、生產工藝中的自動檢測和粉粒體進料量控制等，都應用了稱重傳感器，目前，稱重傳感器幾乎運用到了所有的稱重領域。
1．高速定量分裝系統
本系統由微機控制稱重傳感器的稱重和比較，并輸出控制信號，執行定值稱量，控制外部給料系統的運轉，實行自動稱量和快速分裝的任務。
系統采用MCS-51單片機和V/F電壓頻率變換器等電子器件，其硬件電路框圖如圖1所示，用8031作為中央處理器，BCD拔碼盤作為定值設定輸入器，物料裝在料斗里，其重量使傳感器彈性體發生變形，輸出與重量成正比的電信號，傳感器輸出信號經放大器放大后，輸入V/F轉換器進行A/D轉換，轉換成的頻率信號直接送入8031微處理器中，其數字量由微機進行處理。微機一方面把物重的瞬時數字量送入顯示電路，顯示出瞬時物重，另一方面則進行稱重比較，開啟和關閉加料口、放料于箱中等一系列的稱重定值控制。
圖1 原理框圖
在整個定值分裝控制系統中，稱重傳感器是影響電子秤測量精度的關鍵部件，選用GYL-3應變式稱重測力傳感器。四片電阻應變片構成全橋橋路，在所加橋壓U不變的情況下，傳感器輸出信號與作用在傳感器上的重力和供橋橋壓成正比，而且，供橋橋壓U的變化直接影響電子稱的測量精度，所以要求橋壓很穩定。毫伏級的傳感器輸出經放大后，變成了0-10V的電壓信號輸出，送入V/F變換器進行A/D轉換，其輸出端輸出的頻率信號加到單片機8031定時器1的計數、輸入端T1上。在微機內部由定時器0作計數定時，定時器0的定時時間由要求的A/D轉換分辯率設定。定時器1的計數值反映了測量電壓大小即物料的重量。在顯示的同時，計算機還根據設定值與測量值進行定值判斷。測量值與給定值進行比較，取差值提供PID運算，當重量不足，則繼續送料和顯示測量值。一旦重量相等或大于給定值，控制接口輸出控制信號，控制外部給料設備停止送料，顯示測量終值，然后發出回答令，表示該袋裝料結束，可進行下袋的裝料稱重。
圖2 自動稱重和裝料裝置
圖2所示為自動稱重和裝料裝置。每個裝料的箱子或袋子沿傳送帶運動，直到裝有料的電子稱下面，傳送帶停止運動，電磁線圈2通電，電子稱料斗翻轉，使料全部倒入箱子或袋子中，當料倒完，傳送帶馬達再次通電，將裝滿料的箱子或袋子移出，并保護傳送帶繼續運行，直到下一次空袋或空箱切斷光電傳感器的光源，與此同時，電子稱料箱復位，電磁線圈1通電，漏斗給電子秤自動加料，重量由微機控制，當電子秤中的料與給定值相等時，電磁線圈1斷電，彈簧力使漏斗門關上。裝料系統開始下一個裝料的循環。當漏斗中的料和傳送帶上的箱子足夠多時，這個過程可以持續不斷地進行下去。必要時，*作人員可以隨時停止傳送帶，通過拔碼盤輸入不同的給定值，然后再啟動，即可改變箱或袋中的重量。本系統選用不同的傳感器，改變稱重范圍，則可以用到水泥、食糖、面粉加工等行業的自動包裝中。
2．傳感器在商用電子秤中的應用
目前，商用電子計價秤的使用非常普及，逐漸會取代傳統的桿稱和機械案秤。電子計價秤在秤臺結構上有一個顯著的特點：一個相當大的秤臺，只在中間裝置一個專門設計的傳感器來承擔物料的全部重
圖3 計價秤內部結構示意圖
量，如圖3所示。常用的電子計價秤傳感器的結構如圖4所示，其中圖4（a）為雙連橢圓孔彈性體，秤盤用懸臂梁端部上平面的兩個螺孔緊固；圖4（b）為梅花型四連孔彈性體，秤盤用懸臂梁端部側面的三個螺孔堅固，中間支桿上粘貼補償用的應變片。這兩種形式的傳感器，在計價秤中用得最多。圖4（c）為三梁式彎曲彈性體，采樣彎曲應力，對重量反應敏感，宜用來制作小稱量計價秤。圖4（d）為三梁式剪切彈性體，采樣中間敏感梁的剪切應力，宜用來制作幾百公斤稱量范圍計價秤。
圖4 計價秤用彈性體結構
用這些復梁型高精度傳感器來支承一個大的稱重平臺，被稱重物又可能放置在任何稱臺的任意位置上，必然會產生四角示值誤差，對圖4（a），（b）兩種結構形式的傳感器，可通過銼磨的形式進行角差修正。對圖4(c)，(d)，它有上下兩根局部削弱的柔性輔助梁，使傳感器對側向力、橫向力和扭轉力矩具有很強的抵抗能力，可以通過銼磨輔助梁的柔性部位來調整傳感器的靈敏系數和四角誤差。圖5為一種商用電子計價秤的電路框圖。傳感器采用的是圖4（b）所示的梅花型四連孔結構，該秤具有置零、自動清除單價、零位自動跟蹤、自動去皮、次數累計和金額累計、打印輸出等功能，7段綠色熒光數碼管顯示，使用十分方便。
圖5 電子計價秤的電路框圖
圖6是采用CHBL
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