一、电子配料秤的组成电子配料秤主要由秤斗、传力连接件、称重传感器、重量显示仪表和电子线路(含电源、信号放大器、模数转换、调节元件、补偿元件等)
（一）秤斗秤斗是用来承受待称物料重量并将其传递给传感器的箱形部件，由秤体和秤门组成。
秤体由钢板制成圆形、方形或矩形。一般为圆形，因其刚性好、传感器布置方便。圆形秤体上部为圆柱体，下部为倒锥体，并在圆柱体部分设置吊耳以连接传感器。在秤体上通常设有验秤时放砝码用的砝码架，砝码架沿秤体周边设置，以便在秤体周边各个点都可以放置砝码。秤斗的容积一般按照饲料容重(常取0.5t/m3)计算，并留有10%~20%的容积余量。如秤量为500kg的秤斗，秤斗容积应为1.1~1.2 m3。
秤门有电动和气动两种。按机构形式分，则有水平插板式秤门与垂直翻板式秤门。
气动水平插板式秤门由连接法兰、插板、滑道、汽缸、推杆(活塞杆)、电磁阀和行程开关等组成。当一批料称量结束，由计算机发出开门信号，经驱动电路使电磁阀通电，气路得以导通，推杆带动插板打开秤门。当秤斗中的料全部卸落混合机后，计算机发出关门信号，执行元件将秤门关闭。行程开关的作用是对插板限位，同时给出开门关门状态检测讯号输入计算机，秤斗门开关状况同时在中控室有信号指示。
选用气动门或电动门，一般应与混合机门驱动方式一致，以便于计算机控制。
为使秤斗独立承重，秤体上部与给料器、秤门下部与混合机的连接部分应采用软连接。软连接体可选择棉布或其它柔软织物，并在安装时注意令软连接体处于非受力状态，以免影响称量准确度并保持密封、避免粉尘外溢。
（二）传力连接件传力连接件是保证将待称物料的质量完全作用于称重传感器上的机械装置。从传力连接件与称重传感器的安装方式来看，传力连接件分为吊挂式传力连接件和平压式传力连接件。传力连接件的设计与装配应当保证其具有足够的刚度和强度；能够确保被称量的质量准确地传递到称重传感器的中心线上；应具有良好的传力重复性；应具有良好的稳定性和可靠性；当系统中由多个称重传感器时，各传力连接件的弹性变形应当保持一致。另外，传力连接件通常还需附加横向约束装置。横向约束装置在称重系统中虽然不参加力的传递和转换，但它保证了称重结构的稳定和被称重量按预定的力传递方式通过称重传感器的加载轴线，保证在外界干扰条件下使横向分力不作用到称重传感器上，以及在强烈冲击、振动及其它外界干扰作用下称重系统安全运行。
（三）称重传感器1．传感器及分类传感器是能将非电的物理量(如重力、拉力、位移、速度、流量等)转换成电量(电压、电流、电阻或电容)或电信号并传送出去的一种转换元件。
传感器按用途来分有拉力传感器、压力传感器、重力传感器、速度传感器、扭矩传感器等，按工作原来分有电阻式、电容式、压磁式和谐振式等多种，其中在电子配料秤上应用最多的是电阻应变片式称重传感器。
2、电阻应变片式称重传感器电阻应变片式称重传感器是将电阻应变片粘贴在弹性敏感元件(弹性体)上，然后以适当方式组成电桥电路。弹性体可把被测的重量转换成弹性体的应变值，而由作为传感元件的电阻应变片将弹性体的应变同步地转换为电阻值的变化，实现非电物理量转换成电量以便输出。圆柱形电阻应变片式传感器的工作原理：在钢制圆柱形弹性体上，成对地在纵向和横向粘贴上R1－R4共4个电阻应变片。当弹性体受重量F的作用时，纵向压缩而横向拉伸，使粘贴其上的应变片亦随之同步变形而改变其电阻值。由于应变片连接成平衡电桥式电路，应变电阻的变化会引起电桥的不平衡，从而输出信号。该信号与所受外力(重量F)成正比。当A、B两端供给稳定的直流电源(电压U)时，若弹性体无负载，则电桥平衡(R1R3=R2R4)；若弹性体有负载，则电桥不平衡(R1R3≠R2R4)，此况下在电路C、D两端将会有微电压U0。U0的大小就可以表征被称物料重量的大小。称重传感器也称为一次变换元件(仪表)。
称重传感器的性能通常由非线性误差、滞后、重复性误差、额定载荷下的输出灵敏度、抗侧向力的大小、耐过载能力、温度变化对输出灵敏度和零点的影响、蠕变等指标衡量。称重传感器要由专业生产厂商制造，并应在产品出厂前对上述主要性能指标进行测试合格，标记在产品合格证书上，以便用户选用。
选用称重传感器的原则是：良好的线性度，较高的输出灵敏度，长期稳定性能好，抗侧向能力强，结构简单，易于安装和调整。
3.传感器的数量与排列电子配料秤的传感器数量一般为3个或4个。由于3点决定了一个平面，故选用3个传感器时调整其受力大小就更简单方便。我国九十年代中期之后，大多数采用3个传感器的圆形秤斗，传感器处在同一水平面上呈120°对称分布，采用滚珠支撑形式，传感器采用压式剪切梁式结构；在这种支撑称重方式下，秤斗处于基本固定状态，其优点是占用空间小、结构简单、无残留料，缺点是对地面振动的影响较为敏感。
4.传感器量程的选择配料计量系统的称量值愈接近传感器的额定量程，配料准确度也就愈高。电子配料秤传感器的量程可据下式选定：
W1+W2C = R--------- (5-1)N式中，C-传感器量程，kg；R-余量系数，一般取1.1~1.4；W1-秤斗自重，kg；W2-被称物料的最大秤量，kg。
N－传感器的数目
5.传感器的组合方式传感器的组合方式有串联、并联和串并联混用三种方式，其中以并联工作方式应用最广。
传感器的并联工作方式是使各个传感器的输入端并联，使用一个共用电源供桥压，输出也以并联的方式连接。设单个传感器的输出电压为Us，桥臂电阻均为R，总输出信号(电压)为U0，总输出阻抗为R0，当n个相同的传感器并联工作时有：U0=Us， R0=R/n。故其输出与单个传感器相同，而输出阻抗仅为1/n。此方式的优点是：激励电源只需1个，仪表硬件简单；系统误差校验方便；系统精度时漂小。主要缺点是要求仪表显示分辨率高，对同组传感器的性能要求一致性较高。总之，在多数情况下，需要使用多个称重传感器组成一个称重系统，并联组合方式将成为主流。
（四）称重仪表电子称重显示仪表的作用是将称重传感器的称重结果用模拟形式或数字形式显示出来。称重仪表随着称重传感器及集成电路的进步而发展，由模拟式到数字化，由分立元件到集成电路，到电脑化、智能化。称重仪表是电子配料秤的重要组成部分，又称为二次仪表1.称重仪表的结构称重传感器将重量线性变换成直流电压，一般0~20 mv(传感器并联方式)；而A/D转换器的输入电压一般为0.25~10v，故要求用放大器将传感器输出电压放大。常见称重仪表用放大器多为高精度、低漂移型，如LM741、OP07、OP37、ICL7650、ICL7652、AD620等。滤波器的作用是将叠加在有用称重电压信号上面的无用干扰信号去掉，干扰主要来自秤斗振动和电磁干扰。模数转换器(ADC)的作用是把电压信号线性变换成单片微处理器接受与处理的数字信号。
模数转换器的种类很多。以转换速度分有低速、中速和高速；以工作原理分有逐次比较型、双积分型和Σ-Δ型；以分辨率分有4位、8位、12位、18位、24位。工业用称重仪表要求ADC的转换速度大于50次/秒，分辨率大于12位。商业用称重仪表的的转换速度可以慢一点，但分辨率要求高一点。常用的模数转换器有：ADC1210、AD574、ICL7109、ICL7135、VFC32、AD652、CS5520等。
单片微处理器的作用是以ADC采样得到的数据信号，经过软件滤波和量纲处理，将重量值实时地、精确地传送到显示器，并通过通信接口传输至上位管理机、或经打印机将重量报表打印出来。如果称重仪表还具有控制功能，单片微处理器还将通过开关量的I/O，自动控制设备的工作流程。此外，为了使用方便，还可设有其它功能，如键盘设定、统计数据显示、零位跟踪、自动去皮、静态准确度软件校验、自检自测等功能。
2.称重仪表的功能现代电子称重仪表除可保证称重计量性能要求外，还能有为用户进行多种服务而设置的服务功能。
称重仪表主要计量功能包括：
（1）最大量程可以设定：用户可以根据自己的要求对称重仪表进行最大量程的设定，其中包括对显示分辨率(0.1%至0.01%)及小数点的设定，使传感器与称重仪表的量程相匹配。
（2）置零及零点自动跟踪功能：置零功能是指以下状态下所应实现的功能。第一种是置零以后可以实现显示净重、准确读数和静态准确度校验；第二种是电子秤在开始运行前对空秤重量的自动置零；第三种是置零后对空秤重量(皮重)实现保护，当判断出皮重异常(例如秤斗上有外力作用)称重仪表应停止工作并发出故障信号。零点自动跟踪功能主要是消除传感器和称重仪表的温度、时间漂移对示值准确度所产生的误差。
（3）空中量(料柱)自动修正功能：目的是清除因空中料柱的变化而引起的配料误差，提高配料秤的配料准确度。
（4）数字滤波设定功能：数字滤波值越大，影响量对称重仪表显示值的影响越小。这一功能可确保在现场出现秤台振动、秤斗摆动或3级以上风力的不利条件下，称重仪表显示值仍有较好的稳定性。
（5）超载报警功能：当载荷超出传感器的最大量程时，称重仪表应报警，以免损坏传感器。
称重仪表的主要服务性能包括：
（1）报表数据统计与掉电保护功能：对所需的报表数据如批次、包数、原料消耗、产量等应能显示打印和掉电保护。
（2）统计数据远传功能：称重仪表应能把统计数据及当前实时重量通过通信接口远传给上位管理计算机，以实现计算机连网的定量管理。
（3）自动控制功能：根据称重设备的要求，完成自身设备时序的自动控制，以及对上下相关设备的工艺联锁。配料秤由配料控制器来实现自动控制功能。
（4）静态准确度软件自校验功能：可简化静态准确度校验的工作量，提高准确度校验的精确性。
（5）自检及故障自动提示报警功能。
（五）配料控制器的模式电子配料秤的计量性能、控制和实现功能都是由配料控制器来完成的。配料控制模式有以下三种。
第一种是称重显示控制仪表模式。仪表采用8位单片微处理器进行称重、显示和配料――混合时序控制。控制器采用LED数字显示，位数有限，其显示的信息量较少，一般仅包括批次、混合时间、缺料、定量误差、故障提示等。其次是仪表的存储容量有限，配方存储量和生产统计报表管理的扩展受到制约，再有就是操作复杂。此种模式在二十世纪八十年代初较多见。
第二种控制模式是以IBMPCXT为代表的配料控制器。它很好的克服了第一种模式的缺点，同时也是称重、显示和控制一体化；但这种高度的集中称重与控制的方式也是他们最大的缺点：如控制器出现故障，则自动或手动配料均不能实现而造成停产，而现场迅速维修好并非易事。此外，个人电脑用于工业现场控制，其环境的适应性、可靠性和抗工业干扰性都比较差，往往引起性能下降和故障率的提高。此种模式在二十世纪八十年代中期至九十年代中期得到了应用。
第三种控制模式是由称重显示仪表加工业控制机组成的配料控制器。其称重显示仪表采用国产或进口的高质量产品，只作称重及显示用。而作为控制与管理的上位机，则采用抗干扰性极强的工业控制机。这种模式有效地克服了上两种模式的缺点，是目前最先进的控制模式。
二、电子配料秤的配料工作过程电子配料秤的工作过程是一种多品种物料依序连续、累计称量、示值停顿显示，并分批周期作业、自动控制操作的一种动态的、复杂的称量过程。
电子配料秤工作前的准备包括：
称量校对：首先进行零位校对，即秤斗重量为皮重，去皮后显示重量应为零。然后进行称重校对，即用标准砝码加在秤斗上，使仪表显示重量与加上的砝码重量一致；并要求分度值重量以及最大量程都要在允许误差内。
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发表于 2008-12-25 09:21:11
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