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《动态称重测力技术的现状和发展动向_施昌彦》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、动态称重测力技术的现状和发展动向=摘要>本文从动态测量、自动在线测量、模型化测量和数字化测量四个方面,阐述了称重测力技术的现状和发展动向。简要介绍了动态称重测力的特征及研究方法,叙述了自动在线测量的必要性及常见的自动秤,并指出模型化、数字化测量的意义及开发软件技术的重要性。=关键词>称重测力动态在线测量模型化测量数字化测量1动态测量动态称重测力状态,它们的特征主要可以归纳为:(1)被测对象处于非静止动态,即被称重或测力的物体在运动;(2)测量环境处于非静止状态,即称重测力计量仪器置于其中的测量床身、台面或支架等在
2、运动;(3)在短时间内进行快速测量,即测量时间短于称重测力计量仪器的调定时间。为了进行快速、连续、准确的测量,求得被测量的稳态示值,就要求对称重测力传感器、信号适调、处理、显示、记录及由此而组成的动态称重测力系统进行正确的描述和分析,还要求削减动态测量的不确定度、提高动态响应速度、解除多分量间的耦合,进行动态补偿。比如对动态吊秤,有人提出为削弱纵向振动所致的高频干扰,可进行桥式动态补偿与阀值动态补偿;为削弱横向摆动所致的低频干扰,可进行三点式补偿等。又如为提高腕力传感器的动态品质,可先按主分量通道的特性要求设计动
3、态补偿器,再按多分量解耦要求设计解耦环节,以便既能快速跟踪输入信号,提高动态响应速度,又能去除耦合信号,提高测量准确度。传感器部分是测量系统的输入端,它与被测的重量或力、过程或系统相连接,并给出一个取决于被测量的输出信号。信号适调部分则将传感器的输出信号进行加工,例如将电阻变换为电压或电流、信号放大或衰减、滤波、调制与解调、阻抗变换、线性化及转换成数字编码信号等,以便成为适宜于进一步处理的形式。信号处理部分接受适调部分输出的信号,并对其进行必要的运算而转换成适宜于显示或记录的信号。显示、记录部分是测量系统的输出端
4、或终端,能以观测者便于认识或显示出或记录下重量或力值。称重测力系统的上述四个组成部分的划分是相对的,有时甚至可以不存在中间部分或某部分不止一次出现,但是对被测对象进行称重、测力并给出具体量值的基本功能必须予以保证,也包括保证静态与动态计量特性、安全性能及消费者利益的专用功能在内。一个称重测力系统,可以由若干台仪器组成;也可将全套测量系统组装成一台整机。众所周知,动态测量是指为确定量的瞬时值及(或)其随时间变化所进行的测量,即被测量是随时间而变化的;而静态测量则是指测量期间其值可认为是恒定的量的测量。虽然在动态测量
5、中,必须考虑信号的响应时间,即考虑激励受到规定突变的瞬间,与响应达到并保持其最终稳定值在规定极限内的瞬间,这两者之间的时间间隔。而在静态测量中,通常并不考虑信号的响应时间,只关注测量结果的不确定度和随时间的稳定性或可靠性。在研究动态称重测力时,通常的方法是同时或单独测出对象的加速度、位移与速度,然后用数值积分方法或直接方法求解称重测力过程的微分方程以求得重量或力值,另一种方法则是把动态测量作为一个参数估计和预测问题来处理,即首先根据有关称重测力系统的先验知识,推导出一个含有未知参数的模型,然后用该模型去拟合称重测
6、力过渡过程信号,从而获得最小平方误差意义上的参数估计。由于被测重量或力值可以看成是称重测力过程的终值,它们可以用模型参数加以估计或预测出来。在动态称重测力技术方面,尽管传感器的最新硬件技术起着重要的作用,但是基于动力学系统模型的软件技术,对于设计动态测量的算法来说,却是更为本质和更为重要的。这也就是说,应当利用测量系统的数学模型,把解决问题的主要精力放在软件方面;诚然,硬件和软件这两条途径,对于研究动态称重测力技术都是必要的。2自动在线测量在生产过程中需要快速而简单地在线采集和校验统计数据,传统的抽查方式已不再适
7、用,有逐渐被在线检测取而代之的趋势。七十年代末微机引入称重计量仪表,给称重技术的发展注入了活力。当前,用于在线测量的自动秤,已不仅仅是为了剔除重量不足的产品,更是为了进行重量控制、统计分析与处理。称重计量仪表与计算机相联后可以编制出生产者想要的书面报告,例如实时计数的直方图,重量的标准偏差,运行的平均值,相关的参数报告、统计报告以及按时间、数量或重量分类的间隔报告等。因此,生产者可以在远离计量站的质量控制室里,通过遥控面板来改变参数。用于重量在线测量的自动秤主要有以下5种:(1)重力式装料自动秤。根据OIML(国
8、际法制计量组织)第R61号国际建议,它是通过自动称量程序,把物料分成预定的、重量恒定的散状物品(载荷)装入容器的自动秤,通常包括选择组合秤,多斗组合秤及减量装料秤三种。它们主要由一个或多个自动给料器或者与一个或多个称量单元相关的装置,以及适当的控制装置与卸料装置组成。(2)检重自动秤。根据OIML第R51号国际建议,它是对预包装的分离载荷进行称量或对非包装物的载荷进行分类
