提高称重精确度的方法

　　1　概述

　　在动态称重中,由于受物料振动和冲击的影响,给称重带来较大的误差,如何将这种影响因素消除,以获得较高的精确度,便是动态称重需要解决的首要问题。目前采取的方法有:①在机械承载部分采取措施,增加减振弹簧或缓冲器;②在检测电路上增加滤波电路,如RC滤波,LC滤波及有源滤波器等;③在信号数据处理上采取措施。由于物料振动频率较低,其干扰主要为低频干扰,所以下面以抑制低频干扰为例,讨论如何采用数据处理的方法来提高称重精确度。

　　2　方法分析

　　2.1　数学均值法

　　对某物体进行称重时,传感器的输出信号如图1所示,在称重时间T内对y进行积分,并取平均值得

　　假定干扰信号为振动的正弦波yδ(t)=ysinωt,在T时间内振动周期为n,则ω=2π/T,代入(1)式得:

　　假定y、y0在T内保持不变,由上式知δ仅与n有关,下面对n的取值作一分析。

　　①n为整数时,δ=0;

　　②n为非整数时,则

　　可见δ随n的增长以倒数的形式衰减, n取值越大,δ越小。

　　2.2　多重积分法

　　在数学均值法中,当n为非整数时,δ≠0,为了使δ=0,可采用多重积分法。

　　在第一次积分后,经过时延t0=T/2n对输出信号在T时间内再次积分,将t0=T/2n代入(2)式中得:

　　由上式可知,采用两次积分法即可消除在T时间内包含任意个n周期的振动干扰信号对称重的影响,但这种方法总的采样时间比一次积分法延长了T/2n时间。

　　如果存在两种频率的干扰信号,根据上面的原理,可采用四重积分法来消除干扰信号。

　　2.3　非线性误差的补偿

　　电子称重系统中由于传感器、仪表放大、A/D转换等环节存在不同程度的非线性,导致系统存在非线性误差,对此误差进行修正,在以前需要用复杂的硬件电路,而现在可以方便地使用软件来实现。

　　在对一台电子秤进行标定时,我们可以准确地测得各标定点上实际载荷与示值之间的关系,由此可以做出传输特性曲线,然后在进行称重时,利用这一特性曲线,对每一示值都可计算出它所对应的实际重量值。

　　图2示出了载荷的实际重量值W与示值之间的关系,实际载荷重W用x表示,在没有经补偿前的示值用y′表示,在经过补偿后,示值用y表示。

　　应有

　　现在我们对n点, n+1点进行标定,当加载xn、xn+1重量时,其示值为y′n、y′n+1,用n点到n+1点的直线代替n点到n+1点的曲线,其直线方程为: