[发明专利]一种对多测力计秤进行负荷位置补偿的方法

说明书

本发明涉及多测力计秤，更具体地涉及多个测力计秤的负荷位置的补偿方法。

许多称重场合需要在单个秤中或者在若干个关联的秤中使用多个测力计。例如，用于称卡车或铁路车辆重量的大载量秤需要多个测力计。每个测力计提供正比于由该测力计承担的那部分负荷的模拟信号。连接在惠斯顿电桥结构中的应变电阻片通常提供该模拟信号。在大载量应用场合中，负荷通常分布在至少四个测力计上，而在某些应用场合，可能需要十六个或更多的测力计。必须获得各测力计输出信号的总合，以提供表示总负荷的信号。用于将来自各模拟测力计的信号相加的通常方法一直是将各输出端并联连接，以提供表示加到该秤上的总重量的单一模拟输出信号。

多测力计秤的称重精度不但取决于单个测力计的精度，而且，取决于它们之间的机械的和电的相互影响。因为，各测力计通常对所加的负荷具有不同的灵敏度，所以，秤的总输出信号通常取决于重物在该秤上的位置。因此，必须补偿或调整各单个测力计的输出信号，以便对于给定负荷，不管该负荷置于秤的什么位置上，秤的总输出信号基本上保持相同。通常用于完成这种负荷位置补偿的方法一直是：在单个测力计的惠斯登电桥电路中连接灵敏度还原电阻，通常跨接在电桥电路的输出端。Lockerry的美国专利4,261,195，Griffen的美国专利4,574,899以及Lockery的美国专利4,556,115论述了多测力传感器秤中负荷位置补偿的问题。

尽管上述专利中提出了解决负荷位置问题的方法，但是，其中仍然存在与多模拟测力计并联连接相联系的问题。各测力计在彼此电连接时是相互影响的，因此，单独试验时的测力计的性能将不同于在秤中与其他测力计一起试验时的性能。连接在一起的各测力计的相互作用，使通过把电阻连接到单个测力计上来进行负荷位置补偿的问题大大复杂化了。为了获得适当的补偿电阻值，可能需要大量的迭代或循环，这是因为：当把补偿电阻连接到其他测力计上时，必须对最初确定的、适合于特定测力计的电阻值进行调整。该电阻值的调整可能又要求调整其他的补偿电阻，以此类推。

当把各测力计的模拟电路连接在一起时，它们本质上不可能被单独地监控。因此，秤的故障检修或修理可能需要将各电路拆开，以便单独地试验各测力计，从而找出损坏的测力计。此外，当由于任何原因而替换一个测力计时，该秤通常需要重新进行负荷位置补偿。为完成这种重新补偿，需要已知重量的试验重物。对于大载量秤来说，这是尤其费时的过程，并且，常常不容易获得已知重量的试验重物。

最近，已经出现所谓“数字测力计”，其中，把模/数转换器和微处理器用于单个测力计中。电子电路安装在直接连接于测力计的推力元件述的印刷电路板上。已经采用各种数字技术补偿了单个测力计的温度、徐变和线性误差。

本发明的总的目的是本质上消除与把多个测力计的模拟电气部分连接在一起相联系的上述问题。更具体地说是要提供多测力计秤中的负荷位置补偿和其他误差补偿的方法。

根据本发明对多测力计秤进行负荷位置补偿的方法，所述秤包含提供每个测力计负荷数字式表示的装置，该方法包括以下步骤：确定经负荷位置修正的负荷数学表达式(该式包含至少一个所述测力计的修正因数，存储所述数学表达式，询问所述测力计中的每一个，以接收所述数字式负荷表示，把所述数学表达式加到所述数字式负荷表示，以产生经负荷位置修正的该秤总负荷的数字式表示。该方法还包括确定负荷位置修正因数，存贮该因数的步骤。将负荷位置修正因数与相应的数字式负荷表示相结合，使产生修正后的数字式负荷表示。将未修正的数字式表示同修正后数字式负荷相结合便产生该秤经负荷位置修正的总负荷之数字式表示。确定所述修正因数的方法是：将负荷放在秤的各不同位置上，确定各测力计对负荷和位置的响应；并且，利用所述响应确定修正值。

提供数字式重量读数的测力计的连接，消除了把各测力计的模拟电气部分连接在一起时遇到的问题。由于各测力计不相互影响，所以，可以用单一的、而不是迭代的过程来完成负荷位置补偿。此外，不需要已知重量的试验重物也能完成所述补偿。

数据能够从单独的测力计获得，因此，必要时，可以在不需要拆开和重新连接整个秤或多测力计组件的情况下来诊断和更换每个测力计。采用经由电话线和调制解调器把计算机连接到主控制器的方法，可以从远处操纵这种诊断。此外，当更换一个或多个(直至除了一个之外的所有测力计)测力计时，可以通过仅仅补偿更换的测力计以及在不需要已知重量的重物的情况下，对该秤重新进行负荷位置补偿。

图1是实施本发明的多数字测力计系统的方框图；