[实用新型]荷重电量传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种荷重电量传感器，摒弃了传统的物理接触式方式来测量物体实际的载荷重量，通过采集电参数来进行实时的计算，拟合出物体的重量，实现了对电动机在工作过程中的实时监测。

背景技术

根据国标的规定，起重设备2008年起5年内所有设备必须安装起重设备的荷重过载保护装置。目前常用的采用把钢绳张力转化为传感器承受压力的方式测试电机荷重进行过载保护，如徐州淮海电子研究所生产的荷重开度仪就是利用了压力传感器和开度仪表两个模块，压力传感器即是采用的接触式压力原理来采集载荷重量，该方式存在现场安装难、维护成本高、室外安装易受外部环境干扰以及准确度低等问题。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种荷重电量传感器。本实用新型的传感器体积小巧，分体式模块，可拔插端子和可开启互感器，并无需外接线缆的电参数监测用电量传感器，实现简化测量的连接操作，提高设备运行中产品故障的可维护性。

本实用新型的荷重电量传感器，包括电量采集模块和显示控制模块；

电量采集模块包括电磁隔离采集单元、电能转换单元、MCU1单元、通讯单元；显示控制模块包括MCU2单元、配置单元、电源供电单元。

电磁隔离采集单元将输入的电压电流信号进行隔离采样，将高电压和大电流转换为弱电信号，使输出到下一单元的电压信号在合适的范围内，电磁隔离采集单元主要包括了可开启互电流感器和电压互感器；

电能转换单元对电磁隔离采集单元送给的采集信号进行采样并转换计算，输出电压、电流、功率等的数字信号，电能转换单元主要包括电能转换芯片；

MCU1单元将从电能转换单元读到的数字信号进行处理，并把处理后的信号传输给通讯单元，MCU1单元主要包括MCU1芯片；

通讯单元是把MCU1单元发出的信号通过该单元再传输给下一个单元，通讯单元主要包括了通讯芯片；

MCU2单元是把通讯单元传输过来的信号经过处理，再加上功率法拟合的数学模型，得到荷重力的曲线传输给下一个单元，MCU2单元主要包括MCU2芯片；

配置单元通过RS485总线实现对荷重电量传感器在具体使用环境中的网络参数的配置，配置单元内部包含RS485转换电路和接口电路；

电源供电单元是通过隔离模块对输入的电压进行转换，将其转换为一个稳定的工作电压为电量采集模块和显示控制模块内部电路进行供电；

荷重电量传感器的被测信号输入到电磁隔离采集单元，经过信号变换后传输到电能转换单元，经过电能转换单元转换计算传输到MCU1单元，该单元把读到的信号处理后经过通讯单元把信号传输给MCU2单元，MUC2单元经过处理和数学模型的计算，所得数据通过配置单元输出，电源供电单元是对荷重电量传感器的所有单元提供稳定的工作电源。

所述电能转换单元2采用中国四川绵阳市维博公司的电能转换芯片。

所述MCU2单元5采用美国ATMEL公司的ATMEGA64芯片。

本实用新型的优点在于采用了在配电柜上采集电参数信号，结合功率法拟合载荷的数学模型计算得到荷重力的方案，解决了在工业现场不具备布线条件或布线繁琐的难题，在现场的安装维护困难，以及测量精度很低的问题。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型的电路框图。

图2为本实用新型的结构图。

图3为本实用新型的输入隔离采集电路原理图。

图4为本实用新型的电能转换电路原理图。

图5为本实用新型的微处理电路的原理图。

具体实施方式

图1是荷重电量传感器的电路框图。从图中可以看出，当荷重电量传感器连接到被测设备的电压电流信号上后，接通电源供电单元开始工作，供电单元产生的电压经过隔离转换，变换为各个单元电路所需要的工作电源。电量采集模块里的电磁隔离采集单元1将输入的电压电流信号进行隔离采样，将高电压和大电流转换为弱电信号，使输出到下一单元的电压信号在合适的范围内。电能转换单元2对电磁隔离采集单元1送给的采集信号进行采样并转换计算，输出电压、电流、功率等的数字信号。MCU1单元3将从电能转换单元2读到的数字信号进行处理，并通过通讯单元4传输给显示控制模块的MCU2单元5。MCU2单元5把接收到的数据作基础，把数据拟合进数学模型进行计算，实时的换算出荷重力。配置单元6用于配置口对MCU2单元输出电路进行参数的配置，通过RS485总线输出。

本实用新型荷重电量传感器的工作过程为：