【摘 要】本文主要基于動態(tài)稱重的機(jī)理，分析蘋果動態(tài)稱重中影響數(shù)據(jù)精度的主要干擾因素并提出了一些改進(jìn)措施。

【關(guān)鍵詞】動態(tài)稱重 數(shù)據(jù)精度

一、概述

動態(tài)稱量即對非靜止?fàn)顟B(tài)的物體進(jìn)行稱量，要求在短時間內(nèi)進(jìn)行快速測量，達(dá)到快速、連續(xù)、準(zhǔn)確稱量的結(jié)果，并得到測量的穩(wěn)態(tài)數(shù)值，就必須對稱重傳感器、數(shù)據(jù)采集和信號處理系統(tǒng)組成的動態(tài)稱重系統(tǒng)進(jìn)行正確的描述。本文提出了一些提高數(shù)據(jù)精度的方法，非常實用。

二、動態(tài)稱重方法的選擇

三、影響動態(tài)稱重的因素

稱重系統(tǒng)在稱量蘋果的重量時，受很多內(nèi)在的和外在的因素影響，導(dǎo)致精確度不夠高 [3]。主要因素包括分級配重設(shè)備的機(jī)械振動、稱重傳感器的選用、傳感器的非線性校正等。

四、提高動態(tài)稱重精度的方法

（一）測量電路

應(yīng)變片對溫度的變化十分敏感，粘貼在試件上的應(yīng)變片，由于溫度變化而引起的電阻變化可以與應(yīng)變引起的電阻變化的數(shù)量級相當(dāng)。如果在測量電橋電路中采取溫度補(bǔ)償片法，即全橋接法，使電橋電路兩相鄰臂由于溫度變化而引起的相對電阻變化相互抵消，就起到了溫度補(bǔ)償?shù)男?yīng)。經(jīng)過實驗證明，在溫度不斷變化的情況下，輸出基本可以保持不變。

（二） A/D轉(zhuǎn)換電路

目前常用的A/D變換技術(shù)有：逐次逼近編碼、雙斜積分和V/F轉(zhuǎn)換三種。本文采用V/F轉(zhuǎn)換，其最大優(yōu)點是對周期性的噪聲信號有抑制作用。根據(jù)前述分析，在蘋果動態(tài)稱重過程中，存在一定的周期性干擾信號，因此，我們選用精密V/F轉(zhuǎn)換器件LM331實現(xiàn)稱重信號的A/D轉(zhuǎn)換。

由公式可知頻率輸出和輸入電壓之間保持良好的線性關(guān)系，輸出脈沖頻率準(zhǔn)確的正比于輸入電壓。本電路設(shè)計滿刻度輸出100KHz，對應(yīng)10V輸入電壓，輸出特性10Hz/mv。蘋果電子稱重分級機(jī)最快分級速度每秒種5個左右，每個蘋果的處理最短時間約為200毫秒，只要采樣時間大于11毫秒，就能保證10位以上的A/D轉(zhuǎn)換精度，確保蘋果稱重精度要求。

（三）同步采樣脈沖電路設(shè)計

蘋果稱重是采用壓力式傳感器，根據(jù)果盤運(yùn)動特點和安裝結(jié)構(gòu)，t1時間為果盤在軌道上的運(yùn)動時間，t2時間為果盤進(jìn)入壓力傳感器傳感區(qū)域時間，t3為果盤作用在壓力傳感器最大壓力時間，即稱重時間，t4為果盤離開稱重區(qū)域時間。為了準(zhǔn)確的獲得稱重信號，只有在t3時間內(nèi)對其采樣，然后進(jìn)行相應(yīng)處理才能獲得蘋果的實際重量

（四）中斷同步采樣數(shù)據(jù)處理

有效稱重時間t3可以依據(jù)果盤運(yùn)動速度在理論上計算一個近似值。讓MC14538輸出的脈寬tp等于t3，只要該電平有效（高電平），以一定的采樣周期連續(xù)峰值采樣，直到變?yōu)榈碗娖綖橹埂p ≈1.2 R C，至少在40毫秒以上，保證10位以上A/D轉(zhuǎn)換精度，連續(xù)采集3個有效數(shù)據(jù)。

五、小結(jié)

本文基于蘋果動態(tài)稱重的稱重機(jī)理，提取了稱重過程中的稱重特征。從稱重系統(tǒng)的總體設(shè)計出發(fā)，分塊分析了影響稱重精度的干擾因素，提出了一些改進(jìn)的措施，并描述了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)濾波的方法。

參考文獻(xiàn)：

[1]施昌彥.動態(tài)稱重測力技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J] .計量學(xué)報，2001，22， （3）：202～205.

[2]楊玉.動態(tài)稱重及其數(shù)據(jù)處理[J].湖南輕工業(yè)高等專科學(xué)校學(xué)報，2001，3（3）：15～16.

[3]柳青.電子稱重傳感器的選用及故障分析[J] .試驗技術(shù)和試機(jī)，2005，45 （1、2）： 31～33.

作者簡介：

杜麗（1983- ），女，漢族，山東煙臺人，工作單位：煙臺南山學(xué)院計算機(jī)與電氣自動化學(xué)院，教師。