[发明专利]一种称重传感器系数及重力加速度标定方法

摘要

本发明涉及一种称重传感器系数及重力加速度标定方法，其具体方法如下(1)准备标准体；(2)需对质心测试重新标定；(3)称重传感器的信号经过综合测试处理后，已经变成了数字信号，在称重传感器受力以后控制系统中显示的测试数据只要乘以一个系数就能等于传感器受力的大小，称这个系数为传感器的传递系数，记作K。质心测量是通过称重传感器读数分析前后受力大小得到的，传感器系数K与重力加速度无关，质心测量也与重力加速度无关。综上所述，实际操作的时候只要标定过程和产品测量过程在同一个地点，那么就不用考虑重力加速度的影响。该发明方法能有效地予以针对称重传感器及重力加速度予以标定，改善了使用效果，便于根据需要使用。

主权项

一种称重传感器系数及重力加速度标定方法，其特征在于：具体方法如下：(1)准备标准体，标准体是由专业厂家生产并由计量部门检定认证的，标准体采用经调质处理、质量均匀的钢质材料，标准体质量比同口径回转体质量小20％，标准体转动惯量与同口径回转体转动惯量比值小于5，需进行防锈处理，满足使用需要；(2)硬件在使用方第一次使用前、硬件在挪动地方重新放置后、称重传感器在更换后、仪器长期使用出现系统误差后或在正常使用中，一年标定一次需对质心测试重新标定；(3)称重传感器的信号经过综合测试处理后，已经变成了数字信号，但是所显示的数值，并不等于传感器所受力的大小，但是不难想象，它们之间是存在联系的，并且这种关系是线性的；也就是说，在称重传感器受力以后控制系统中显示的测试数据只要乘以一个系数就能等于传感器受力的大小，称这个系数为传感器的传递系数，记作K；需要说明的是，每一个称重传感器都有一个传递系数，它对传感器来说是唯一的，并且不同的称重传感器传递系数是不同的；假设P1传感器的传递系数为K1，P2传感器的传递系数为K2，标准体经过准确称量后，已知质量为W；在空载时，可以测得传感器P1、P2在受力后，测试系统上的读数为F01、F02；在状态一中，可以测得传感器P1、P2在受力后，测试系统上的读数为F11、F12；在状态二中，同样可以测得传感器P1、P2在受力后，测试系统上的读数为F21、F22，有：W＝(F11‑F01)×K1+(F12‑F02)×K2   (1)W＝(F21‑F01)×K1+(F22‑F02)×K2   (2)其中：W为标准体的质量；F01为传感器P1在空载受力时综合测试仪的读数；F02为传感器P2在空载受力时综合测试仪的读数；F11为状态一时传感器P1在综合测试仪的读数；F12为状态一时传感器P2在综合测试仪的读数；F21为状态二时传感器P1在综合测试仪的读数；F22为状态二时传感器P2在综合测试仪的读数；K1为传感器P1的传递系数；K2为传感器P2的传递系数；解方程组式(1)和式(2)得：K1=W×(F22-F12)(F11-F01)(F22-F02)-(F12-F02)(F21-F01)---(3)]]>K2=W×(F11-F21)(F11-F01)(F22-F02)-(F12-F02)(F21-F01)---(4)]]>得到K1、K2后要测待测产品，则待测产品质量为：M＝(F1‑F01)×K1+(F2‑F02)×K2   (5)其中：M为待测产品的质量；F01为传感器P1在空载受力时综合测试仪的读数；F02为传感器P2在空载受力时综合测试仪的读数；F1为传感器P1在加载待测产品后综合测试仪的读数；F2为传感器P2在加载待测产品后综合测试仪的读数；K1为传感器P1的系数；K2为传感器P2的系数；将式(3)、(4)代入(5)得到：M=(F1-F01)×W×(F22-F12)(F11-F01)(F22-F02)-(F12-F02)(F21-F01)+(F2-F02)×W×(F11-F21)(F11-F01)(F22-F02)-(F12-F02)(F21-F01)---(6)]]>从式(6)中能够看出，式(6)里面一直没有出现重力加速度g，如果一定要考虑重力加速度的话，能理解为传感器系数K是该传感器受力大小与传感器的读数的线性关系系数，即某一个传感器受力大小：F＝PK   (7)而受力F完全是重力提供，即有：F＝Mg   (8)则有：Mg＝PK   (9)那么公式(1)和(2)变为：Wg1＝(F11‑F01)×K1+(F12‑F02)×K2   (10)Wg1＝(F21‑F01)×K1+(F22‑F02)×K2   (11)式(3)、(4)可转化为：K1=W×(F22-F12)×g1(F11-F01)(F22-F02)-(F12-F02)(F21-F01)---(12)]]>K2=W×(F11-F21)×g1(F11-F01)(F22-F02)-(F12-F02)(F21-F01)---(13)]]>公式(5)转化为：Mg2＝(F1‑F01)×K1+(F2‑F02)×K2   (14)将式(12)、(13)代入式(14)得到：Mg2=(F1-F01)×W×(F22-F12)×g1(F11-F01)(F22-F02)-(F12-F02)(F21-F01)+(F2-F02)×W×(F11-F21)×g1(F11-F01)(F22-F02)-(F12-F02)(F21-F01)---(15)]]>式(10)、(11)、(12)、(13)中的g1是在标定地点的重力加速度，式(14)、(15)中的g2是在产品测量地点的重力加速度，只要实际操作的时候，标定过程和产品测量过程是在同一地点，即两个过程的g1和g2一样，那么就能将公式(15)两边的g1和g2消去得到：M=(F1-F01)×W×(F22-F12)(F11-F01)(F22-F02)-(F12-F02)(F21-F01)+(F2-F02)×W×(F11-F21)(F11-F01)(F22-F02)-(F12-F02)(F21-F01)---(16)]]>从式(16)中能够看出，式(16)等号两侧同样没有重力加速度g1或g2，质心测量是通过称重传感器读数分析前后受力大小得到的，传感器系数K与重力加速度无关，质心测量也与重力加速度无关；实际操作的时候只要标定过程和产品测量过程在同一个地点，那么就不用考虑重力加速度的影响。