[发明专利]不受安装随机性影响的并联传感器称重系统在位标定方法

说明书

本发明涉及并联称重系统灵敏度标定领域，提供了一种不受安装随机性影响的并联传感器称重系统在位标定方法，其主旨在于解决并联系统因传感器安装时产生的倾斜角导致灵敏度变化的问题。方案包括：系统灵敏度系数分解为转换系数k和耦合系数p两部分，取已知重量的重块，将重块放于偏向称重传感器1一侧，记录两称重传感器测量支路的输出值z_ij，其中i表示测量次数，j表示传感器标号，即记录输出值z₁₁和z₁₂；再次取第一次测量的重块，将重块放于偏向称重传感器2一侧，记录输出值z₂₁和z₂₂；步骤S3：根据公式z₁₁+pz₁₂＝z₂₁+pz₂₂，求出p的值，根据w＝k(z_il+pz_i2)求出k的值，其中w为已知重块的重量。

技术领域

本发明涉及传感技术领域，提供了一种不受安装随机性影响的并联传感器称重系统在位标定方法。

背景技术

以对于单传感器系统，称重系统灵敏度标定相对简单，一般的方式是在传感器安装完成后用精度等级更高的仪器给出已知的被测重(质)量w输入给待标定的传感器，同时得到测量系统的输出量z，根据输入输出的对应关系：z＝sw，可求得s，如果不考虑传感器线性度误差，则s为系统的灵敏度系数；对于有线性度误差的测量系统，则可采用分段标定或多点标定然后拟合等方法得到系统的灵敏度系数。系统灵敏度系数确定以后，就可根据测量系统输出值z计算得到被测量的数值w。

采用并联测量方式，底层测量单元信号传递关系如图1所示。

输入输出关系可表达为：

z₁＝s₁w₁ (1)

z₂＝s₂w₂ (2)

其中s₁、s₂为该测量支路的灵敏度系数。

令k₁＝1/s₁；k₂＝1/s₂，则有：

w₁＝k₁z₁ (3)

w₂＝k₂z₂ (4)

由于w＝w₁+w₂，于是有：

w＝k₁z₁+k₂z₂ (5)

本系统中传感器和料斗的安装形式如图2所示。

两传感器安装完成后，理想状态下可认为传感器灵敏度系数s₁、s₂和单独使用时一样，理论上可根据(3)、(4)、(5)式通过称重系统的输出值求得被测值。但实际系统中，传感器的受力情况将受多种因素的影响，主要因素有以下几种：

1、安装传感器的结构件平面度、平行度以及相对于料斗中心线的对称度的影响；

2、料斗装料后左右重量不一定均匀，或料斗重心不在中心线上使两传感器对总重量的分担情况会随机变化；

图3是倾斜角导致灵敏度变化的示意图，假设传感器安装完成以后有一定水平倾斜角，在其上加载重量w后，输出为：

z＝w·s·cosα (6)

式中z为输出AD值，s是传感器本身的灵敏度，α是传感器为水平倾斜角；