电子容器秤

(一) 电子容器秤的组合和分类

电子容器秤一般由储料容器、称重传感器、称重显示仪表和控制设备所组成。

电子容器秤根据不同的用途可以分为三大类:

第一类是作为对储存物料进行进科、发料计量的秤。

第二类是料斗秤。被称物料由给料装置进入称料斗称重，当称量结束后由自动控制的卸料门开启，被称物料落入传送装置运走，如炼铁厂中的原料料斗秤。

第三类是电子配料秤。这种秤一般是自动化生产线的工艺中完全按各产品工艺要求进行配料。

(二) 显示仪表

生产上常用的显示仪表主要有两大类:

1. 模拟式称重显示仪表

模拟式称重显示仪表是用仪表指针的行程大小来显示被称物体量值的仪表，具有价格便宜、线路简单等优点，但其测量精度及分辨率较低，此外因观察者及观察角度的不同易引入附加的读数误差。故一般适用于对称量准确度要求不高的称重场合。模拟式称重显示仪表最简单的是采用动圈式仪表与附有放大电路的毫伏变送器，而应用较多的是电子自动平衡式指示记录仪。

如图5－5为电子自动平衡式称重显示器原理方框图，由图可看出，从传感器输出的直流电压Ux与测量桥路送出的已知直流电压Uab相比较，比较后的差值电压 (即不平衡电压) ΔU送入放大器，经放大器放大K倍后输出Uo驱动可逆电机转动，可逆电机通过一套传动系统带动指示机构，同时还带动测量桥路中可变电阻的滑触点使Uab改变。只要ΔU=UX－UAB≠0，可逆电机将继续运转，使Uab继续改变，一旦Uab=Ux，即ΔU=0，则Uo=0，可逆电机停止转动，可变电阻动触点的平衡位置对应于标尺上的一定重量数值。因此，当桥路处于平衡时，指针在标尺上指示出被称物体的重量W的大小。

图5－5 电子自动平衡式称量显示器原理方框图

2. 数字式称重显示仪表

数字式称重显示仪表，是将被称物体的重量自动以数字形式进行显示、记录和对称重状态控制的仪表。与模拟称重仪表相比，其特点是: ①准确度高; ②灵敏度高; ③测量速度快; ④自动化操作; ⑤与计算机配网; ⑥远距离传输 (或控制)。

图5－6是配有微处理器的智能称重显示仪表的原理框图。放大器将称重传感器送来的毫伏信号线性放大供A/D转换器进行模拟量向数字量转换。图中虚线所示的框图是由运算器和控制器两部分组成，称中央处理单元 (CPU)，中央处理单元亦称为微处理器。它与称重传感器、放大器、A/D转换器、存贮器和输入输出接口电路及显示器、打印机等外部设备一起，构成了一个完整的智能称重仪表。

图5－6 配有微处理器的称重显示仪表原理框图

CPU是主机的核心，它接受外部各种请求信号，发出各种控制指令，对各种数据能进行判别、运算处理。这样就可以实现自动称重、称重结果的贮存、计算、处理及控制、显示、打印等动作。

存贮器包括只读存贮器和随机存储器，是存放数据及程序的部件，只读存贮器通常用来存放管理、监控、调试、诊断等程序及一些常数，其内容是不可更改的，需要时可读出要执行的命令。随机存贮器的内容在运算过程中可以随时存入或取出，运算的原始数据、中间结果及最后结果都存放在该存贮器内。

程序、原始数据和各种现场采集到的资料和信息要输入到CPU，而CPU的计算结果和各种控制信号要输出以便显示、打印和实现何种实时控制。

单片机就是在一块芯片上集成了构成一台微型计算机所需的CPU、存贮器和输入输出接口，即一块芯片就是一台完整的微型计算机，因此由其组成的智能称重显示仪表更为简单、性能也更为优越，可靠性也更好，故在新一代的智能称重显示仪表中绝大多数采用单片机，由单片机组成的称重仪表如见图5－7所示。

图5－7 单片机组成的称重仪表框图

(三) 电子容器秤的工作过程

下面以PCS配料秤为例叙述秤的工作过程。

如图5－8所示，配料系统主要由储料斗、称量斗、称重传感器、快慢加料装置、卸料装置、显示仪表组成。

图5－8 PCS秤工作原理框图

被称物料放储料斗，料斗线面装有快慢加料装置。进行配料称重时、物料先以快速进入称量斗，当物料接近于预定值时，改为慢速加料。料重等于给定值时，自动切断加料控制电源停止给料，打开放料门卸入输送皮带。这项工作程序是根据预先设定的工作状态由微机进行控制。

称量料斗一般由三只传感器支撑，称量斗的料重作用于传感器上，传感器输出信号给放大器放大，滤波送入A/D转换器进行模数转换，信号送微机处理，再经光电隔离器送入D/A转换器转换成模拟电压信号，由V/I电压电流转换器转换成标准电流信号输出，供上位计算机采集，用以实现各种物料称重、传送的集中控制，同时由LED显示器显示。

微机发出的控制信号经光电隔离器驱动继电器以实现加料、放料、报警等控制。仪表使用光电隔离是为了防止强电磁场对电路的干扰。