[发明专利]称重传感器、称重网络及监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及监测诊断技术领域，尤其涉及基于数字传感器的称重网络 及其监测方法。

背景技术

在现代化的工业生产流程中，重量信息经常成为关键的信息来源和控 制目标。例如在车辆衡系统中，重量信息就是所需要的最终输出数据。在 灌装生产线上，重量信息就成为灌装生产流程的控制目标。因此，称重的 可靠性和精确性具有重大意义。

随着数字化和信息化技术的发展，传统的称重系统已经开始进入数字 称重系统时代，在传感器中内置具备高精度模数转换功能和数字处理能力 的电路，将传感器的受载力信息转化成数字信号。一只或多只数字称重传 感器通过有线或者无线等通讯方式，与仪表、工控机等终端设备进行数据 和指令的交互，共同构成称重通讯拓扑网络，将格式化后的称重数据发往 仪表、工控机等终端设备，进行最终处理和显示。

在现有的数字称重系统中，仪表、工控机等终端设备是数据处理的核 心，将从数字称重传感器接收到的数据，处理为称重系统的称重数据。同 时，对数字传感器节点的过载信息、温度数据和标定信息进行记录。但对 于数字称重系统复杂的使用过程、网络健康状况、使用寿命、称重元件状 态等重要信息，无法进行侦测、分析和诊断。随着数字称重系统的使用时 间的延长，称重传感器难免会出现一些故障和问题，使得传感器的状态不 稳定，可靠性和精确性下降。因为数字称重系统是由各个数字传感器组成， 单个的称重传感器的问题会导致整个数字称重系统的可靠性和精确性的下 降。

在现有技术中还不能对于数字称重系统自身运行状况进行有效的监测 和诊断。

发明内容

本发明旨在提出一种能够对由数字称重传感器组成的称重网络进行监 测的方法，以及相应的称重网络及其称重传感器。

根据本发明的一实施例，提出一种称重传感器，包括：四个应变片、 数模转换电路和信号处理器。

四个应变片包括第一应变片SG1、第二应变片SG2、第三应变片SG3、 第四应变片SG4，四个应变片贴装在传感器弹性体的表面，位于传感器弹 性体的测力区域，四个应变片连接构成惠斯通电桥，再与感温元件组成应 变桥。

数模转换电路，包含基准电压端(Vref)、接地端(GND)、多个输 入通道和数字输出端(Dout)，数模转换电路通过基准电压端(Vref)和 接地端(GND)向应变桥进行激励，并通过多路输入通道分别接收应变桥 的反馈信号，所述反馈信号通过数字输出端(Dout)输出。

信号处理器从数模转换电路的输出端Dout接收反馈信号，信号处理器 包括受载力计算单元和状态信息矩阵计算单元，受载力计算单元根据反馈 信号计算得到受载力值；状态信息矩阵计算单元根据反馈信号计算得到状 态信息矩阵。

在一个实施例中，多路输入通道包括第一输入通道(CH1)、第二输 入通道(CH2)、第三输入通道(CH3)。基准电压端Vref输出高电压 V_e+，接地端GND输出低电压V_e-，激励电压(V_e+，V_e-)被施加至应变桥 的两端。感温元件和惠斯通电桥之间引出第一反馈信号V_BG，第一反馈信 号V_BG输入至第一输入通道CH1。第一应变片SG1和第二应变片SG2之 间引出第二反馈信号V_SP，第二反馈信号V_SP输入至第二输入通道CH2。 第三应变片SG3和第四应变片SG4之间引出第三反馈信号V_SN，第三反 馈信号V_SN输入至第三输入通道CH3。