Báscula electrónica

El principio de funcionamiento de las básculas electrónicas

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El principio y la aplicación de los sensores de pesaje

Con el avance de la ciencia y la tecnología, las básculas electrónicas producidas por células de carga se han utilizado ampliamente en diversas industrias para lograr un pesaje de materiales rápido y preciso. Especialmente con la aparición de los microprocesadores, el grado de automatización de los procesos de producción industrial sigue aumentando. Los sensores de pesaje se han convertido en equipos esenciales en el control de procesos, desde la medición de peso y básculas de grúa hasta grandes tanques de almacenamiento, tolvas, etc. que antes no se podían pesar. , básculas para camiones, etc., hasta la mezcla y distribución de diversos sistemas de procesamiento por lotes de materias primas, la detección y el control automático de la cantidad de polvo y pellets durante el proceso de producción, etc., se aplican en la actualidad a sensores de pesaje. , Los sensores de pesaje se utilizan ampliamente en todos los ámbitos de la vida. Todas las aplicaciones incluyen células de carga. Actualmente, las células de carga se utilizan en casi todos los campos de pesaje.

1. Sistema de envasado cuantitativo de alta velocidad

Este sistema utiliza una microcomputadora para controlar el pesaje y la comparación del sensor de pesaje, y emite señales de control para implementar el pesaje y control de valor fijo. el funcionamiento del sistema de alimentación externo, realizar pesaje automático y tareas de envasado rápido. El sistema utiliza dispositivos electrónicos como el microcontrolador MCS-51 y el convertidor de frecuencia de voltaje V/F. Su diagrama de bloques del circuito de hardware se muestra en la Figura 1. Utiliza 8031 ​​como procesador central, el dial BCD como entrada de configuración de valor fijo. y los materiales se cargan en la tolva, el cuerpo elástico del sensor de peso se deforma y emite una señal eléctrica proporcional al peso. Después de que el amplificador amplifica la señal de salida del sensor, se ingresa al convertidor V/F para A. Conversión /D. Después de que el amplificador amplifica la señal de salida del sensor, se introduce en el convertidor V/F. Realice la conversión A/D y la señal de salida se somete a la conversión A/D a través del convertidor V/D. Después de que el amplificador amplifica la señal de salida del sensor, se ingresa al convertidor V/F para la conversión A/D. La señal de frecuencia convertida se ingresa directamente al microprocesador 8031 ​​y el microordenador procesa el valor digital. Por un lado, la microcomputadora envía la cantidad digital instantánea de peso al circuito de visualización para mostrar el peso instantáneo. Por otro lado, realiza una serie de controles de pesaje, como comparación de pesaje, apertura y cierre del puerto de alimentación y. descargar materiales en la caja.

Figura 1 Diagrama de bloques principal

En todo el sistema, la celda de carga es un componente clave que afecta la precisión de la medición de la báscula electrónica, y la celda de carga del extensímetro GYL-3 se utiliza. Cuatro medidores de tensión de resistencia forman un circuito de puente completo. Cuando el voltaje del puente aplicado U permanece sin cambios, la señal de salida del sensor es proporcional a la gravedad que actúa sobre el sensor y el voltaje del puente de fuente de alimentación U cambia directamente. Afecta la precisión de la medición de la balanza electrónica, por lo que se requiere que el voltaje del puente sea muy estable. La salida del sensor de milivoltios se amplifica en una salida de señal de voltaje de 0-10 V y se envía al convertidor V/F para la conversión A/D. La señal de frecuencia de salida se agrega al temporizador 1 del microcontrolador 8031 ​​para contar. el terminal de entrada es T1. El tiempo de conteo se realiza mediante el temporizador 0 en el microcontrolador, y el tiempo de tiempo del temporizador 0 se establece mediante la resolución de conversión A/D requerida.

El valor de conteo del temporizador 1 refleja la magnitud del voltaje medido, es decir, el peso del material. Mientras se muestra, la computadora también realizará juicios de valores fijos basados ​​en los valores establecidos y los valores medidos. Compare el valor medido con el valor dado, tome la diferencia y realice la operación PID. Cuando el peso sea insuficiente, continúe alimentando y muestre el valor medido. Una vez que el peso es igual o mayor que el valor dado, la interfaz de control emite una señal de control para controlar el equipo de alimentación externo para detener la alimentación, mostrar el valor final de la medición y luego emitir un comando de respuesta para indicar el final del ensacado. , y se podrá realizar el siguiente ensacado y pesaje.

En la figura 2 se muestra el equipo automático de pesaje y carga. Cada caja o bolsa llena de materiales se mueve a lo largo de la cinta transportadora hasta que los materiales llenos están por debajo de la báscula electrónica. La cinta transportadora deja de moverse, se energiza la bobina electromagnética 2 y la tolva de la báscula electrónica gira, de modo que todos los materiales quedan. Se vierte en la caja o bolsa Una vez vertido el material, se enciende nuevamente el motor de la cinta transportadora y se retira la caja o bolsa que contiene el material. Al mismo tiempo, se reinicia la caja de balanza electrónica y la bobina electromagnética 1. se enciende y el embudo se alimenta automáticamente a la báscula electrónica. El peso es controlado por la microcomputadora. Cuando el material en la báscula electrónica es igual al valor dado, la bobina electromagnética 1 se apaga y la fuerza del resorte. cierra la puerta del embudo. El sistema de carga inicia el siguiente ciclo de carga. Cuando hay suficiente material en la tolva y suficientes cajas en la cinta transportadora, el proceso puede continuar.

Si es necesario,* el operador puede detener el transportador en cualquier momento y cambiar el peso de la caja o bolsa tirando de la plataforma giratoria para ingresar un valor dado diferente y luego iniciar el transportador nuevamente.

Figura 2 Dispositivo automático de pesaje y carga

Al utilizar diferentes sensores y cambiar el rango de pesaje, este sistema se puede utilizar para envasado automático en industrias de procesamiento de cemento, azúcar, harina y otras.

2. Sensores en básculas electrónicas de precios comerciales

Actualmente, el uso de básculas electrónicas de precios comerciales es muy popular y poco a poco irán sustituyendo a las básculas de acero tradicionales y a las básculas mecánicas. La báscula electrónica de precios tiene una característica importante en la estructura de la plataforma de la báscula: en una plataforma de báscula bastante grande, solo se instala un sensor especialmente diseñado en el medio para soportar todo el peso del material.

Figura 3 Estructura interna de la escala de precios Diagrama esquemático

Medición, como se muestra en la Figura 3. La estructura de un sensor de báscula de precios electrónico de uso común se muestra en la Figura 4, donde la Figura 4(a) muestra un elastómero de orificio elíptico de doble enlace, y la bandeja de báscula se sujeta con dos orificios para tornillos en la superficie superior de un extremo del viga en voladizo, la Figura 4(b) es un elastómero de cuatro orificios tipo flor de ciruelo, la bandeja de escala se fija con tres orificios para tornillos en el costado de un extremo de la viga en voladizo y el medidor de tensión de compensación se pega en la varilla de soporte central; . Estos dos tipos de sensores se utilizan con mayor frecuencia en básculas. La Figura 4 (c) muestra un elastómero de flexión de tres vigas con una gran tensión de flexión de muestreo y una respuesta sensible al peso, por lo que es adecuado para básculas de precios con pesos pequeños. La Figura 4 (d) muestra un elastómero cortante de tres vigas. Se muestra la tensión cortante de la viga sensible intermedia. Es adecuado para básculas de precios con un rango de pesaje de varios cientos de kilogramos.

Figura 4 Báscula de precios con estructura de elastómero

Estos sensores compuestos de alta precisión tipo haz se utilizan para soportar plataformas de gran escala. Los objetos pesados ​​se pueden colocar en cualquier posición en cualquier báscula. Plataforma. Inevitablemente se producirán errores de valor de cuatro ángulos. Para los dos tipos estructurales de sensores que se muestran en la Figura 4 (a) y (b), la diferencia de ángulo se puede corregir utilizando una lima. En cuanto a las Figuras 4 (c) y (d), tiene dos vigas auxiliares flexibles parcialmente debilitadas en los lados superior e inferior, de modo que el sensor tiene una fuerte resistencia a la fuerza lateral, la fuerza lateral y el momento de torsión. Se puede suavizar limando. El haz auxiliar. Piezas flexibles para ajustar el coeficiente de sensibilidad y el error de cuatro esquinas del sensor. La Figura 5 es el diagrama de bloques del circuito de una báscula de precios electrónica comercial. El sensor adopta una estructura de cuatro orificios en forma de ciruela, como se muestra en la Figura 4(b). El cuerpo de la báscula tiene funciones tales como ajuste de punto cero, compensación automática de precio unitario, seguimiento automático de cero, tara automática, acumulación de conteo y acumulación de cantidad. , e impresión Tiene 7 segmentos de pantalla de tubo digital fluorescente, muy cómodo de usar.

Figura 5 Diagrama de bloques del circuito de una báscula de precios electrónica

La Figura 6 es el diagrama esquemático de una báscula electrónica portátil para el hogar hecha de un sensor de pesaje de elastómero de doble orificio tipo S CHBL3. Consta de cuatro partes: sensor pesado, circuito de amplificación, conversión A/D y pantalla de cristal líquido. En la figura, E es una batería apilada de 9 V, R1-R4 son los cuatro extensómetros de resistencia de la celda de carga y R5, R6 y W1 forman un circuito de ajuste cero. Cuando la carga sea cero, ajuste RW1 para que la pantalla LCD muestre cero. A1 y A2 son dos circuitos unitarios en el circuito integrado de amplificador operacional dual LM358, que se componen de amplificadores simétricos no inversores. El convertidor A/D utiliza un convertidor A/D de integración dual ICL7106 y la pantalla de cristal líquido utiliza un 3 1/. 2 pantallas LCD. Esta báscula electrónica tiene alta precisión, es simple, práctica y fácil de transportar.

La célula de carga es un sensor de alta precisión y debe utilizarse según las especificaciones especificadas. Si no se utiliza según las especificaciones especificadas, no sólo dejará de funcionar como báscula, sino que también se dañará fácilmente. En particular, no se permite exceder el valor de carga segura.

Figura 6 Diagrama de bloques del circuito de una báscula electrónica portátil

En cuanto al impacto de los cambios de temperatura en el punto cero, la salida y la sensibilidad del puente, incluso el mismo lote de galgas extensométricas variará Dependiendo de las diferencias entre las galgas extensométricas, los pequeños errores causados ​​por diferencias en las características de temperatura requieren que el sensor tenga una alta precisión y debe compensarse la temperatura. La solución es pegar una hoja de compensación automática con un coeficiente de temperatura apropiado en el sustrato y compensarlo. desde el exterior. La solución es utilizar una lámina de compensación automática con un coeficiente de temperatura adecuado sobre el sustrato a pegar y compensarlo adecuadamente desde el exterior.

El error no lineal es el punto más importante en las características del sensor. Hay muchas razones para los errores no lineales. En términos generales, están determinados principalmente por el diseño estructural y también pueden mejorarse mediante compensación lineal.

La histéresis y la fluencia son errores en las galgas extensométricas y el adhesivo. Dado que el adhesivo es un material polimérico cuyas propiedades varían mucho con la temperatura, la celda de carga debe usarse dentro del rango de temperatura especificado.

Cuando se utiliza la celda de carga al aire libre, también se deben considerar los efectos de la luz solar directa y la presión del viento sobre la temperatura.

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