面向電子皮帶秤通用虛擬儀器測(cè)控平臺(tái)的研制開題報(bào)告-展示頁(yè)
2025-04-04 05:19本頁(yè)面
【正文】 成重量的測(cè)試；初步的通信與數(shù)據(jù)傳輸能力，可以實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對(duì)多臺(tái)電子皮帶秤的統(tǒng)一監(jiān)控與管理。然而，上述的二次儀表測(cè)量的對(duì)象單一，只能顯示瞬時(shí)流量和累計(jì)流量的數(shù)值，對(duì)自動(dòng)物料稱重過(guò)程環(huán)境參數(shù)的測(cè)量和顯示顯得力不從心，不能遠(yuǎn)端實(shí)時(shí)監(jiān)控皮帶秤是否處于良好的工作狀態(tài)。積分式數(shù)字電壓表是通過(guò)對(duì)被測(cè)信號(hào)電壓和內(nèi)部基準(zhǔn)電壓的積分，進(jìn)行模數(shù)變換。主要包括比較式數(shù)字電壓表和積分式數(shù)字電壓表兩種。其優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜、線路簡(jiǎn)單，但測(cè)量精度及分辨率低。（1）模擬式儀表模擬式儀表是用儀表指針的行程大小來(lái)顯示被稱物的重量值。它們將稱重傳感器在外加重物作用下輸出的電信號(hào)以重量為單位給出重量示值。它的大小正比于脈沖的頻率[8]。 圖1 電阻應(yīng)變式傳感器結(jié)構(gòu)原理 旋轉(zhuǎn)編碼式測(cè)速傳感器測(cè)量原理物料輸送速度常采用旋轉(zhuǎn)編碼器來(lái)測(cè)量，運(yùn)行中的輸送帶通過(guò)和編碼器的摩擦轉(zhuǎn)輪之間的摩擦作用，使其摩擦旋轉(zhuǎn)，摩擦輪的旋轉(zhuǎn)又拖動(dòng)一個(gè)帶有小孔的圓盤同步轉(zhuǎn)動(dòng)。橋路由四片電阻應(yīng)變片構(gòu)成，當(dāng)傳感器受力作用時(shí)，應(yīng)變片產(chǎn)生形變，橋臂電阻值發(fā)生變化。目前應(yīng)用最廣泛的是電阻應(yīng)變式多托輥杠桿皮帶秤[6]。電子皮帶秤按稱重傳感器的工作原理可分為：電阻應(yīng)變式皮帶秤、差動(dòng)變壓器式皮帶秤、壓磁式皮帶秤、核子式皮帶秤和陀螺式皮帶秤等[4]。皮帶秤及其相關(guān)稱重技術(shù)的研究一直受到世界各國(guó)的普遍關(guān)注，進(jìn)一步采用新技術(shù)，開發(fā)各種自動(dòng)稱重系統(tǒng)，提高動(dòng)態(tài)稱重的準(zhǔn)確度，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)功能是當(dāng)今各國(guó)發(fā)展的重點(diǎn)[3]。文獻(xiàn)綜述1 電子皮帶秤概述皮帶秤是一種重要的稱重儀表，由于其具有動(dòng)態(tài)測(cè)量和自動(dòng)在線測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用于產(chǎn)品的定量包裝和工業(yè)配料等工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。它可以有效減小信號(hào)處理誤差，以良好自定義的人機(jī)界面智能監(jiān)控稱量過(guò)程，多通道采集、顯示人們關(guān)注的各種參數(shù)和警示信號(hào)的瞬時(shí)變化。為改變這一現(xiàn)狀，本課題擬引入虛擬儀器技術(shù)，搭建面向煙草行業(yè)用電子皮帶秤的測(cè)控平臺(tái)。它的數(shù)據(jù)處理能力有了很大的提升，可以對(duì)輸料故障作簡(jiǎn)單的警報(bào)和處理，但是仍然存在以下幾方面的不足之處：(1)硬件方面包括電路板、儀器面板固化，若需要使設(shè)備增加新的功能，則須對(duì)整體硬件進(jìn)行重新開發(fā)，成本很高；(2)軟件方面模塊化程度低，開發(fā)、更新不方便。隨著微處理器的發(fā)展，人們已經(jīng)將單片機(jī)、ARM等微機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用到電子皮帶秤二次儀表的設(shè)計(jì)當(dāng)中。它的智能化程度低，只能給出測(cè)量結(jié)果而不能對(duì)自動(dòng)測(cè)重過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，不利于人們完全掌握稱重過(guò)程中的各種動(dòng)態(tài)、瞬態(tài)信息（包括偶發(fā)的稱重故障等）；不利于提供大量信息定位和補(bǔ)償電子皮帶秤的所有誤差源，提高測(cè)量準(zhǔn)確度，%或以下水平并難以提高[2]。目前還被廣泛應(yīng)用的這些電子皮帶秤傳統(tǒng)二次儀表，只具備對(duì)自動(dòng)稱重過(guò)程物料瞬時(shí)流量和累計(jì)重量的測(cè)量、顯示，對(duì)象單一。測(cè)重傳感器輸出瞬時(shí)載荷信號(hào)，測(cè)速傳感器輸出瞬時(shí)輸料速度信號(hào)，兩路信號(hào)通過(guò)二次儀表內(nèi)部的乘法電路，得出瞬時(shí)流量值，繼續(xù)通過(guò)積分電路后，可計(jì)算出累計(jì)重量值。考核小組負(fù)責(zé)人：考核小組成員：選題簡(jiǎn)介、目的和意義電子皮帶秤是在皮帶輸送機(jī)輸送物料過(guò)程中，同時(shí)進(jìn)行物料連續(xù)、累積稱重的一種計(jì)量設(shè)備[1]，其稱重過(guò)程連續(xù)自動(dòng)化、無(wú)需人工干預(yù)，被廣泛用于煤炭、冶金、礦山、化工、建材、煙草、港口運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域，是這些領(lǐng)域物料稱重的重要衡器。√中國(guó)計(jì)量學(xué)院研究生部制2009年 9月 28日學(xué)位論文題目（暫定）面向電子皮帶秤通用虛擬儀器測(cè)控平臺(tái)的研制中國(guó)計(jì)量學(xué)院碩 士 學(xué) 位 論 文開 題 報(bào) 告 表研究生姓名： 張 晟 入 學(xué) 時(shí)間： 2008年9月 學(xué) 科： 精密儀器及機(jī)械 導(dǎo) 師： 葉 樹 亮 開題報(bào)告日期： 2009年9月29日 論文類型理論研究應(yīng)用研究用于生產(chǎn)其它電子皮帶秤主要由測(cè)重傳感器，測(cè)速傳感器和二次儀表組成。隨著現(xiàn)代化智能測(cè)試監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展，這種基于模擬乘法、積分放大電路的傳統(tǒng)二次儀表已經(jīng)不符合人們對(duì)電子皮帶秤繼續(xù)發(fā)展的要求。其信號(hào)的處理能力差，精度較低，而且易受電磁干擾。因此，提出一種智能化程度高、能夠處理和反映各類稱重動(dòng)態(tài)信息的皮帶秤測(cè)控系統(tǒng)，顯得極為重要。由于在皮帶秤上加裝了其他各種傳感器，這類電子皮帶秤設(shè)備實(shí)現(xiàn)了多變量同步測(cè)量和顯示。這使得在企業(yè)對(duì)皮帶秤設(shè)備的功能提出擴(kuò)展要求時(shí)，就必須重新開發(fā)二次儀表的軟硬件，耗時(shí)長(zhǎng)、效率低，并且需要淘汰舊有產(chǎn)品?；谟?jì)算機(jī)硬件的虛擬儀器可以做到硬件非固化、軟件模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、升級(jí)便捷，從而可延長(zhǎng)皮帶秤設(shè)備的使用壽命。借助其數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理、波形或表格顯示功能，可以更容易地分析物料瞬時(shí)流量和累計(jì)重量值在時(shí)域上隨系統(tǒng)各類變量或影響因子（如輸料速度、皮帶張力、環(huán)境溫、濕度等）變化的響應(yīng)曲線，為誤差進(jìn)行數(shù)學(xué)補(bǔ)償提供足夠信息量，為測(cè)重系統(tǒng)測(cè)量準(zhǔn)確度的提高提供了很大便利。它可以起到減員增效、節(jié)支創(chuàng)收的作用，還可以提高管理、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度，大大提高了生產(chǎn)的自動(dòng)化程度。我國(guó)的皮帶秤等衡器產(chǎn)業(yè)己初具規(guī)模，在世界衡器貿(mào)易中占有一定比例，但高檔次衡器產(chǎn)品技術(shù)水平落后，積極開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高檔次衡器產(chǎn)品對(duì)發(fā)展我國(guó)的衡器產(chǎn)業(yè)具有重要意義。以秤架結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行分類又可分為：?jiǎn)瓮休伿礁軛U皮帶秤、多托輥式杠桿皮帶秤、平行板簧式皮帶秤、懸臂式皮帶秤、全懸浮式皮帶秤等[5]。 電阻應(yīng)變稱重傳感器的測(cè)量原理 電阻應(yīng)變式傳感器安裝基于惠斯登電橋原理[7]，如圖1。由于電橋平衡條件被破壞，當(dāng)在傳感器輸入端加上恒定激勵(lì)電壓時(shí)，則其輸出端產(chǎn)生比例于稱重的輸出電壓，該電壓信號(hào)即為瞬時(shí)載荷信號(hào)。光在圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，間斷地阻擋光敏元件接收光線，光敏元件的輸出端輸出脈沖信號(hào)，即瞬時(shí)輸料速度。 電子皮帶秤二次儀表傳統(tǒng)皮帶秤二
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