发布日期：2022-10-09 点击率：103
在以往的养殖行业来说，饲料的成本是行业内首要考虑的因素。在传统的人工喂养过程中会对饲料把控不到位形成无形的浪费，即使满足了正常的食物供给也并非能达到营养平衡，合理化饲养的目的最终对取得的产量，最佳的繁育率产生影响导致利润率的降低，这是人们不愿看到的结果。采用全混合日粮（TMR）饲养是惟一适用的饲养方式，全混合日粮（TMR）是近年来现代化规模化奶牛养殖谈论比较多的话题，此技术可以简化劳动程序，让日粮加工和饲喂过程全部实现机械化，使饲喂管理省工、省时，降低饲料成本，能大幅度提高劳动效率，有利于推动肉牛养殖业向规模化、产业化方向发展，为此有必要研发一款跟全混日粮技术相匹配的称重传感器，在饲料搅拌车底部安装TMR专用称重传感器，目的是为保证饲料称重的准确性，使饲养管理更精确，保证肉牛的营养均衡。
TMR车的结构组成：
搅拌车，会有一个漏斗形的料槽，按饲养配方将粗料，精料，矿物质和微生物充分混合，搅拌加入料槽。底部会装有测量重量信号的称重传感器。?
主要控制器，在TMR中装入此部件，主要接收底部称重传感器的重量信息和电脑存储的物料信息，以便于对装料，撒料进行控制。
?辅助控制器，这个部件安装于TMR车的装料点和铲车点，接收来自于主要控制器和电脑数据的连接，以便于提示铲车员，当前原料信息及重量。
称重传感器，在饲料搅拌车底部安装TMR专用称重传感器，用于汇集物料信息，以便于物料人员增加物料。
以下是TMR车：
称重传感器在TMR中的工作原理
称重传感器的组成部分，弹性体。应变计，检测线路等。弹性体的结构有不同形状，根据要测量的物体来选择适用于本产品的弹性体，对于输出的精确度和灵敏度来说是至关重要的。它的主要作用是将力转换为形变。应变计是一种传感元件，它的作用是通过形变转化为电阻变化。检测线路的主要部件是惠斯登电桥，他方便的解决称重传感器的补偿问题，把电阻变化转化为相应的电信号输出。电信号的输出通过A/D的转换变成数字的重量信号。
当料槽内装满饲料时物料重量通过衡器的秤斗作用于称重传感器，称重传感器的弹性体在外力的作用下产生弹性体的变形，弹性体的变形使电阻应变片也发生变形，电阻应变片变形后，它的阻值也将发生变化，经检测电路把电阻变化转化为电信号，通过A/D变送器的转换变成数字式的重量信息。
以下称重传感器适用于TMR全混合日粮：
结语
客户在选型称重传感器的同时要考虑精度高，具有稳定性能的称重传感器，还要结合使用要求及环境的影响。避免造成成本的浪费。
原创不易，请勿抄袭！
重量是生活中一个重要的单位，那么在工业上它更是非常重要。
生产环节中加了多少公斤的原料，产生了多少公斤的废品等等等等，这些数据都是支撑着整个工厂良好运行的必要元素。
那么在工业上如何计算重量呢？
我们需要使用称重传感器
称重传感器的原理是在被测物体上的重力按一定比例转换成可计量的输出信号。
西门子称重传感器的测量采用应变式原理，应变片被固定在弹性体上。外力的作用导致弹性体产生形变，在弹性体上的应变片随之产生形变。由于应变片外部形状的变化，其电阻值也会相应发生变化。左上角和右下角应变片被压缩，电阻薄膜变短，阻值变小。右上角和左下角应变片被拉伸，电阻薄膜变长，阻值变大。对于每只称重传感器，至少4个应变片被连接在一起组成一个惠斯通电桥。当传感器受力导致应变片电阻发生变化时，电桥不平衡。 在激励电压不变的情况下，输出信号的大小与传感器受力成正比。
称重传感器一般可以连接PLC或者二次表进行示数。
常见的工业传感器分为四线制和六线制；
对于四线制传感器，只有下图黑色所示的四个电缆，其中EXC+和EXC-是称重模块给传感器的激励，SIG+和SIG-为称重传感器的输出；对于六线制传感器，会多出两根红色的线，SENSE+和SENSE-它们的作用是什么呢？这两根线是做补偿用的，当传感器和称重模块的距离较远时，这两根线会进行补偿，进而使得测量结果更精确一些。
在实际现场的使用中，因为工况比较复杂，使得称重传感器和称重模块之间的距离较远，称重模块给传感器的供电电压假设为6V，那么由于线路的损耗，该激励信号到达称重传感器时小于6V，在同样受力情况下，传感器的输出信号与供电电压成正比，所以称重模块通过一个高阻抗回路将传感器侧实际的供电电压反馈给称重模块，称重模块通过内部的比较器对输出的供电电压进行调节。 称重模块可以连接四线制和六线制传感器都可以。 如果连接四线制传感器，需要在接线盒或者称重模块侧将SENSE+与EXC+短接，SENSE-与EXC-短接。
对于工厂中使用PLC连接称重传感器，我们通常有两种方式去实现；
一 使用称重传感器加二次表加PLC的模拟量输入，为什么需要加二次表呢？因为传感器是由物体重量压弯而产生一个mv级电压信号，PLC无法直接读取，所以需要二次表进行转换，一说到转换大家都知道一定会有损耗，这个损耗其实不是很大，但是对于精确测量就会产生很大影响，我以前曾经做过10g精度的设备，这个损耗就是结果影响就很大了，所以这一方法的有点是便宜，对于PLC系统没有太大的要求，因为世面上98%的PLC都带模拟量输入功能。但缺点是无法应用在精度要求较高的情况下。
二 最精确的方法，也是最昂贵的方法，使用称重传感器加PLC称重模块进行测量
这种方式是最精确的，因为PLC连接自己的模块是没有损耗的，而且这种方式的读取速度也是非常快的，可以应用在各种复杂的场合中。
那么它的缺点是对于PLC系统有着很大要求，首先PLC需要使用带称重模块的，而一般称重模块的价格都比较高，而且使用一个新的称重系统以前需要对它进行校准，一旦称重传感器损坏了更换的话，也需要重新校准，而西门子的各个系列的称重模块的校准都不是很简单，需要一定的经验和技术，这个以后我们还会讲解的；所以这一技术不适合新手。
那么作为精确测量的单元，它的使用方法也必须注意，否则很有可能导致测量不准甚至损坏。
一 安装时需要非常注意，否则容易损坏传感器
称重传感器的弹性体的制作材料主要还是合金的铝材，所以出现任何一点震动导致的冲击或者是发生掉落的情况都会导致出现非常大的数据输出误差。比如一个量程为10kg的传感器，如果不小心给了它15kg左右的力，就有可能永久损坏它，因此，安装称重传感器一定要做到轻拿轻放。
二 安装时严格按照它的设计要求
根据设备的工艺，或者水平安装或竖直安装，但传感器的称重部分一定要与被测物体严密吻合，切称重部分和被测物体不能接触器其他着力点，否则会导致测量不准。
三 有时需要使用三个甚至多个传感器共同测量同一物体，这些传感器与称重装置的接触面必须水平，否则受力不均，影响测量结果，虽然轻微的水平面倾斜可以通过接线盒里的电阻调节，但调节能力有限，而且也不利于效称，所以安装时尽量保持水平。
其他注意事项；
一接线盒；在使用多个称重传感器时，接线盒是一个必要的工具，它可以将多组称重数据统一到一起，减少称重模块的工作量。
但是在使用过程中，它也是很容易出问题的。
首先要注意防尘放水防静电，其次在使用中要注意每一个端子的含义，切忌接错线。
二 电缆的连接和屏蔽
传感器的信号最终还是通过电缆进行传输，而且对于如此高精度的信号，有一点干扰都会导致数据的不稳定
因此连接时需要严格按照上图进行施工。
三 编程的注意事项，滤波是否可以使用？
在实际的工业现场会存在很多干扰，那么很多人都习惯使用程序手段进行滤波，但是对于称重也是可以使用的，但是需要注意的是；滤波会产生信号的滞后性，如果只是单纯的观察和测量则没有问题，但如果是计算或者是使用测量结果进行控制那么就会导致称重结果不准确，这里大家需要注意。
好吧，今天和大家讲一讲称重，以后会继续拓展讲一讲西门子不同系列的PLC连接称重传感器以及校称和编程，想学习PLC和自动化知识的朋友请不要错过了。
学习自动化我们是认真的。
称重传感器与皮带秤的研究摘要：生活中称的重形式随处可见，最初的机械称重，它简单但是测量范围小精度低，难以满足大众需求，现在越来越高精度的称重技术，往往以其选用的传感器为核心技术，不同类型的传感器决定了称重系统的称重范围和精度。工业上不便于人工对煤炭等大宗散装物料称重，因此常采用皮带秤进行称重，便于得到一个比较准确的开采量，本文讲会从皮带秤的结构，工作原理，传感器特性等方面对其进行一个分析。关键字：称重，称重传感器，皮带秤。1称重传感器及其简单介绍称重传感器是一种能够将重力转变为电信号的力--电转换装置，是电子衡器的一个关键部件。能够实现力--电转换的传感器有多种，常见的有电阻应变式、电磁力式和电容式等。电磁力式主要用于电子天平，电容式用于部分电子吊秤，而绝大多数衡器产品所用的还是电阻应变式称重传感器。电阻应变式称重传感器结构较简单，准确度高，适用面广，且能够在相对比较差的环境下使用。因此电阻应变式称重传感器在衡器中得到了广泛地运用。为了适用各种衡器结构的安装需要，称重传感器做成了各种各样的结构形式，传感器的名称往往也按照其外形称呼。如桥式传感器（主要用于汽车衡）、悬臂梁式（地上衡、料斗秤、汽车衡）、柱式（汽车衡、料斗秤）、箱式（台秤）、S 型（料斗秤）等。一种衡器承载体往往有多种结构形式的传感器可供选择，如果传感器选择得当，对于衡器性能的提高是很有帮助的。称重传感器准确度等级分为A，B，C，D 四个级别。不同级别有不同的误差范围。A 级传感器的要求最高。等级后面的数字表示检定分度值，数字越大，传感器质量越好。例如：C2 表示C 级，2000 个检定分度值；C5 表示C 级，5000 个检定分度值。显然C5 要高于C2。传感器常用的级别为C3，C5 级，这两种级别的传感器可用于制作准确度等级为III 级的电子衡器。称重传感器的误差主要是由非线性误差、滞后误差、重复性误差、蠕变、零点温度附加误差以及额定输出温度附加误差等引起的。2称重传感器的分类及其常用类型的详细介绍称重传感器按转换方法通常分为电阻应变片式 电磁力式 光电式 电容式 液压式 振动式 磁极变形式 陀螺仪式 光纤光栅式 9 大类，以电阻应变片式使用最广 下面是几种常用的称重传感器的工作原理 特性及优劣比较。以金属材料为转换元件的电阻应变计，其转换原理是基于金属电阻丝的电阻 应变效应所谓应变效应是指金属导体 （电阻丝） 的电阻值随变形 （伸长或缩短） 而发生改变的一种物理现象 （如图1所示）。金属导体的电阻值可用下式表示：式中： ρ为金属导体的电阻率 （ Ω·cm2/m ）；S为导体的截面积（ cm2）；L为导体的长度（m ）电阻应变片式称重传感器是基于这样一个原理：弹性体 （弹性元件 敏感梁） 在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在他表面的电阻应变片（如图 2 所示） 也随同产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变化 （增大或减小），再经过惠斯通电桥 （如图 3 所示） 把这一电阻变化转换为电信号 （电压或电流），从而完成了将外力变换为电信号的过程。电阻应变式称重传感器的称量范围为几十克至数千吨，计量准确度达 1/1000 1/，结构较简单，可靠性较好，大部分电子衡器均使用此传感器 电阻应变式传感器的优点是准确度高测量范围广 寿命长 结构简单 频响特性好能在恶劣条件下工作，易于实现小型化 整体化和品种多样化等 它的缺点是机械滞后 蠕变和零漂 应变极限，对于大应变有较大的非线性输出信号较弱，但是可通过一定措施改进 。电阻应变片式称重传感器是称重传感器中应用最广泛的，对其的特性研究也是最多的。3 电磁力平衡称重传感器电磁力平衡传感器的称重过程基于安培力实现 通电导线在磁场中受到的作用力如图 4 所示在导线上加上秤盘，秤盘及导线本身具备的重力方向朝下，而通电导线受到向上的电磁力，当通过导线的电流值达到某一值时，这两个力互相平衡，此时传感器就处于平衡状态即可确定被测物体的重量 电磁力平衡传感器依靠载流线圈在恒定直流磁场中产生的电磁力与被测质量的重力平衡，实现被测质量的电信号转换。电磁力平衡称重传感器是一种高精度传感器，精度可达 1/2000 1/，但称量范围仅在几十毫克至十千克之间 广泛用于电子分析天平，是精密质量称量的常用传感器 由于测量分辨率高灵敏可靠 价格适宜，在精密质量称量 化学反应监测 加速度测量 水分检测等领域被广泛应用 为减小传感器的体积，简化传感器的制造工艺，降低制造成本，电磁力平衡传感器的恒定直流磁场采用永久磁铁 永久磁铁作为电磁力平衡传感器的永磁体，其磁性能的稳定性直接影响电磁力平衡传感器的精度。电磁力平衡式传感器是一项相对成熟的专利技术，对传感器的生产条件要求较高 目前，世界上只有为数不多的几家大厂掌握这种技术 这种高精度的电子称重装
称重传感器工作原理
随着技术的进步,由称重传感器制作的衡器已广泛地应用到各行各业,实现了对物料的快速、准确的称量，特别是随着微处理机的出现，工业生产过程自动化程度化的不断提高，称重传感器已成为过程控制中的一种必需的装置，从以前不能称重的大型罐、料斗等重量计测以及吊车秤、汽车秤等计测控制，到混合分配多种原料的配料系统、生产工艺中的自动检测和粉粒体进料量控制等，都应用了称重传感器，目前，称重传感器几乎运用到了所有的称重领域。
1．高速定量分装系统
本系统由微机控制称重传感器的称重和比较，并输出控制信号，执行定值称量，控制外部给料系统的运转，实行自动称量和快速分装的任务。
系统采用MCS-51单片机和V/F电压频率变换器等电子器件，其硬件电路框图如图1所示，用8031作为中央处理器，BCD拔码盘作为定值设定输入器，物料装在料斗里，其重量使传感器弹性体发生变形，输出与重量成正比的电信号，传感器输出信号经放大器放大后，输入V/F转换器进行A/D转换，转换成的频率信号直接送入8031微处理器中，其数字量由微机进行处理。微机一方面把物重的瞬时数字量送入显示电路，显示出瞬时物重，另一方面则进行称重比较，开启和关闭加料口、放料于箱中等一系列的称重定值控制。
图1 原理框图
在整个定值分装控制系统中，称重传感器是影响电子秤测量精度的关键部件，选用GYL-3应变式称重测力传感器。四片电阻应变片构成全桥桥路，在所加桥压U不变的情况下，传感器输出信号与作用在传感器上的重力和供桥桥压成正比，而且，供桥桥压U的变化直接影响电子称的测量精度，所以要求桥压很稳定。毫伏级的传感器输出经放大后，变成了0-10V的电压信号输出，送入V/F变换器进行A/D转换，其输出端输出的频率信号加到单片机8031定时器1的计数、输入端T1上。在微机内部由定时器0作计数定时，定时器0的定时时间由要求的A/D转换分辩率设定。定时器1的计数值反映了测量电压大小即物料的重量。在显示的同时，计算机还根据设定值与测量值进行定值判断。测量值与给定值进行比较，取差值提供PID运算，当重量不足，则继续送料和显示测量值。一旦重量相等或大于给定值，控制接口输出控制信号，控制外部给料设备停止送料，显示测量终值，然后发出回答令，表示该袋装料结束，可进行下袋的装料称重。
图2 自动称重和装料装置
图2所示为自动称重和装料装置。每个装料的箱子或袋子沿传送带运动，直到装有料的电子称下面，传送带停止运动，电磁线圈2通电，电子称料斗翻转，使料全部倒入箱子或袋子中，当料倒完，传送带马达再次通电，将装满料的箱子或袋子移出，并保护传送带继续运行，直到下一次空袋或空箱切断光电传感器的光源，与此同时，电子称料箱复位，电磁线圈1通电，漏斗给电子秤自动加料，重量由微机控制，当电子秤中的料与给定值相等时，电磁线圈1断电，弹簧力使漏斗门关上。装料系统开始下一个装料的循环。当漏斗中的料和传送带上的箱子足够多时，这个过程可以持续不断地进行下去。必要时，*作人员可以随时停止传送带，通过拔码盘输入不同的给定值，然后再启动，即可改变箱或袋中的重量。本系统选用不同的传感器，改变称重范围，则可以用到水泥、食糖、面粉加工等行业的自动包装中。
2．传感器在商用电子秤中的应用
目前，商用电子计价秤的使用非常普及，逐渐会取代传统的杆称和机械案秤。电子计价秤在秤台结构上有一个显着的特点：一个相当大的秤台，只在中间装置一个专门设计的传感器来承担物料的全部重
图3 计价秤内部结构示意图
量，如图3所示。常用的电子计价秤传感器的结构如图4所示，其中图4（a）为双连椭圆孔弹性体，秤盘用悬臂梁端部上平面的两个螺孔紧固；图4（b）为梅花型四连孔弹性体，秤盘用悬臂梁端部侧面的三个螺孔坚固，中间支杆上粘贴补偿用的应变片。这两种形式的传感器，在计价秤中用得最多。图4（c）为三梁式弯曲弹性体，采样弯曲应力，对重量反应敏感，宜用来制作小称量计价秤。图4（d）为三梁式剪切弹性体，采样中间敏感梁的剪切应力，宜用来制作几百公斤称量范围计价秤。
图4 计价秤用弹性体结构
用这些复梁型高精度传感器来支承一个大的称重平台，被称重物又可能放置在任何称台的任意位置上，必然会产生四角示值误差，对图4（a），（b）两种结构形式的传感器，可通过锉磨的形式进行角差修正。对图4(c)，(d)，它有上下两根局部削弱的柔性辅助梁，使传感器对侧向力、横向力和扭转力矩具有很强的抵抗能力，可以通过锉磨辅助梁的柔性部位来调整传感器的灵敏系数和四角误差。图5为一种商用电子计价秤的电路框图。传感器采用的是图4（b）所示的梅花型四连孔结构，该秤具有置零、自动清除单价、零位自动跟踪、自动去皮、次数累计和金额累计、打印输出等功能，7段绿色荧光数码管显示，使用十分方便。
图5 电子计价秤的电路框图
图6是采用CHBL
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