1 電子稱重裝置的構(gòu)成及其原理
改造后的包裝機(jī)電子稱重裝置原理如圖所示。主要由傳力機(jī)構(gòu)、稱重傳感器、數(shù)字顯示儀和電磁控制裝置等組成。
托袋架上的荷重經(jīng)調(diào)整桿垂直均衡地傳遞給兩個(gè)稱重傳感器，傳感器將被稱物體的重量按一定比例關(guān)系轉(zhuǎn)換為毫伏信號(hào)，經(jīng)放大、轉(zhuǎn)換后輸出數(shù)字量。電磁控制裝置是由比較放大器、可控硅開(kāi)關(guān)電路和電磁鐵開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)組成。當(dāng)水泥袋重達(dá)到50千克時(shí)，發(fā)出信號(hào)，電磁鐵帶動(dòng)開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)動(dòng)作，關(guān)閉給料閘門，停止送料。
2 元件選擇
2.1傳感器的選擇
稱重傳感器從受力方式上可分為壓式和拉式傳感器，拉式傳感器在包裝機(jī)上安裝簡(jiǎn)便，積灰少，維護(hù)方便，本方案選用全密封拉式傳感器，型號(hào)為SHK—4型，主要技術(shù)性能為：
?。?）非線性度，不重復(fù)度及滯后誤差：0.05%F·S；
?。?）輸出靈敏系數(shù)：滿量程時(shí)2.6毫伏/伏；
（3）激勵(lì)電壓：6～12伏直流。
傳感器的安裝數(shù)量根據(jù)G4201型包裝機(jī)托袋架安裝位置確定。原機(jī)托袋架是由兩個(gè)支點(diǎn)與定重支架相連接，本方案每個(gè)托袋架采用兩個(gè)拉式傳感器，分別安裝在支點(diǎn)上方。當(dāng)電子稱重裝置故障后，能迅速恢復(fù)原機(jī)計(jì)量功能。傳感器容量的選擇原則為：
C——單個(gè)傳感器容量；
Wnm——凈重zui大值；
K——沖擊系數(shù)（一般取1.2）；
W——托袋架自重；
N——傳感器個(gè)數(shù)。
由現(xiàn)有設(shè)備和生產(chǎn)工藝，已知：Wnm=50千克，N=2，W=48千克，K=1.2。將已知數(shù)代入上式得：C=54千克。
根據(jù)計(jì)算值和廠家提供的傳感器規(guī)格，選容量75千克傳感器可以滿足要求。
2.2 顯示儀表的選配
本方案選用MD－Ⅱ型數(shù)字表作為稱重顯示儀表，數(shù)字顯示儀表準(zhǔn)確度高，讀數(shù)方便，抗干擾性強(qiáng)。其主要技術(shù)性能為：
（1）顯示范圍：0～±1999
?。?）精度：0.1%（±1個(gè)字）；
（3）設(shè)定值誤差：0.2%F·S；
?。?）工作環(huán)境溫度：-10～50℃；濕度<85%。
該儀表顯示范圍為“500”，精度在±1個(gè)字時(shí)，誤差值為±0.1千克，且具有信號(hào)輸出，滿足生產(chǎn)工藝要求。
3 安裝及調(diào)校
3.1 安裝
傳感器安裝在托袋架上方，上用螺桿吊掛在機(jī)體上，下用調(diào)整螺桿與托袋架連接。將機(jī)內(nèi)定重砣用鐵板墊高，使定重支架前端下移，刀子與刀承脫離接觸，傳感器承受托袋架全部重量。安裝時(shí)要注意調(diào)整托袋架的平衡、垂直，使作用力的方向與傳感器的受力軸線相吻合。
顯示儀表和控制元件安裝在控制箱內(nèi)，控制箱置于距包裝機(jī)2米以外的支架上，既可防止機(jī)械振動(dòng)對(duì)儀表產(chǎn)生影響，又便于操作人員觀察?？刂撇糠植捎秒p向可控硅元件，目的是避免電磁干擾。傳感器與顯示儀之間的聯(lián)接，采用多芯屏蔽電線，防止交流電磁干擾?！ ?/p>
3.2 調(diào)校
（1）空載校正?？蛰d校正是在傳感器只承受托袋架重量時(shí)進(jìn)行，用數(shù)字電壓表測(cè)量傳感器輸入、輸出電壓。調(diào)整穩(wěn)壓電源使傳感器輸入電壓一致，調(diào)整傳感器受力盡可能使輸出電壓相接近，凋整顯示表使數(shù)字顯示為零。
?。?）加載調(diào)整。水泥是定重包裝（50千克），對(duì)定重點(diǎn)以外準(zhǔn)確度要求并不嚴(yán)格，在實(shí)際調(diào)試中，僅對(duì)50±2千克的量值范圍進(jìn)行校正，當(dāng)加載50千克砝碼時(shí)，調(diào)整顯示儀使數(shù)字顯示為“500”，然后反復(fù)進(jìn)行增量、減量和零值調(diào)整，使顯示值與砝碼值之差在誤差范圍內(nèi)。本方案稱重裝置不是成套產(chǎn)品，顯示器也無(wú)量綱標(biāo)志，調(diào)整時(shí)若發(fā)現(xiàn)顯示值與砝碼值相差較大，可通過(guò)零值遷移和調(diào)整放大倍數(shù)等方法，使顯示值與砝碼值保持不變的比例關(guān)系。
?。?）定值設(shè)定。水泥放料的沖力和控制機(jī)構(gòu)滯后性的影響，實(shí)際設(shè)定值要小于定重值，提前量多少，要在實(shí)際運(yùn)行中確定，一般在0.3千克左右。
3.3 精度計(jì)算
電子稱重裝置的稱重誤差主要來(lái)自四個(gè)方面，即：稱重傳感器誤差、測(cè)量?jī)x表誤差、機(jī)械傳力誤差和動(dòng)態(tài)稱重誤差。在設(shè)計(jì)本系統(tǒng)時(shí)，我們僅對(duì)傳感器和測(cè)量?jī)x表引起的稱重誤差進(jìn)行了計(jì)算，然后對(duì)照包裝機(jī)允許差值進(jìn)行分析確定，其計(jì)算式為：
式中：
|Δ|——稱重誤差（值）；
Q0——砝碼重量值；
δ——傳感器和測(cè)量?jī)x器的綜合誤差；
σT——傳感器誤差；
σA1——測(cè)量?jī)x表誤差；
σA2——定值誤差。
水泥包裝機(jī)允許稱重誤差±1千克，由傳感器和電測(cè)儀表引起的稱重誤差僅占允許誤差的11%，給機(jī)械傳力和動(dòng)態(tài)稱重留有充分的允許誤差余地，因此本方案*水泥包裝計(jì)量要求。
4 運(yùn)行效果
改造后的G4201型雙嘴水泥包裝機(jī)，經(jīng)幾個(gè)月來(lái)的運(yùn)行，與原稱量系統(tǒng)相比，具有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)：
（1）計(jì)量準(zhǔn)確，顯示值可以到0.1千克，動(dòng)態(tài)稱重誤差可控制在±0.5千克以內(nèi)。
?。?）讀數(shù)直觀，操作人員可以直接看到重量變化的全過(guò)程。
?。?）取消刀承支點(diǎn)結(jié)構(gòu)，無(wú)機(jī)械磨損，減少了維修工作量。
?。?）采用全密封型傳感器，能防潮、防腐、防塵，可以在惡劣環(huán)境中長(zhǎng)期工作。
?。?）無(wú)機(jī)械位移，減少了漏灰量。
（6）信號(hào)可以遠(yuǎn)距離傳送，為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制創(chuàng)造了條件。
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