【正文】 構(gòu)。雙杠桿多托輥式和懸浮式秤架的電子皮帶秤計量段較長，一般為2～8組托輥，計量準(zhǔn)確度高，適用于流量較大、計量準(zhǔn)確度要求高的地方。由于準(zhǔn)確度高，現(xiàn)場日常維護檢測要求較嚴(yán)。通過試驗，多托輥秤架物料流量變化的干擾、皮帶跑偏干擾、物料塊度大小不均的干擾等能力都比單托輥秤架要好。皮帶在運行過程中零點和示值的穩(wěn)定性增強，置信度增高。多托輥秤架是高準(zhǔn)確度皮帶秤采用最多的一類結(jié)構(gòu)，目前應(yīng)用這種秤架，配合先進的主控機，%。單托輥秤架有結(jié)構(gòu)簡單、造價低的優(yōu)點，但計量準(zhǔn)確度較低，運行穩(wěn)定性較差。秤架裝在皮帶輸送機上，對皮帶上通過的物料重量由稱重傳感器和測速傳感器進行迅號轉(zhuǎn)換。 皮帶秤的裝置設(shè)計電子皮帶秤，由秤架，稱重傳感器，速度傳感器，電子皮帶秤控制顯示儀表等組成，能對固體物料進行連續(xù)動態(tài)計量。稱重時，承重裝置將皮帶上物料的重力傳遞到稱重傳感器上，稱重傳感器即輸出正比于物料重力的電壓（mV）信號，經(jīng)放大器放大后送模／數(shù)轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字量A，送到運算器；物料速度輸入速度傳感器后，速度傳感器即輸出脈沖數(shù)B，也送到運算器；運算器對A、B進行運算后，即得到這一測量周期的物料量。所以，不同的物料喂料量，會采用不同的減速機構(gòu)來控制皮帶的最快速度，改變變速比也就改變了不同物料計量皮帶秤的滿量程的范圍。同時可以對顯示的數(shù)字信號進行外部人為控制，使計量皮帶秤按人們實際要求的喂料量自動改變皮帶的速度快慢，對給定喂料量進行跟蹤，從而形成皮帶上料多時，速度變慢，料少時速度變快，無料時速度最快，而超載時最慢甚至?xí)Ｏ聛淼目刂铺匦?。同時計量部分也甩掉了傳統(tǒng)的秤砣裝置，而采用利用應(yīng)變電阻制造的稱重傳感器來進行計量。皮帶秤就是專門針對散裝物料的連續(xù)計量而設(shè)計的。所以，常規(guī)的計量裝置屬于間斷計量裝置。它是利用杠桿的原理，來實現(xiàn)一指抬千斤的目的。一般人們在不同的場合均可以見到各種形式的計量裝置，就是人們通常講的秤。綜上，方法三最簡單。方法一，安裝四個稱重傳感器，取平均值；電路設(shè)計時需四路輸入值；方法二，安裝二個稱重傳感器，取二倍值；電路設(shè)計時需一路輸入值；方法三，安裝一個稱重傳感器，取二倍值。④ 準(zhǔn)化、系列化和整體性好。② 在動態(tài)過程中，重力作用點不允許產(chǎn)生偏移只允許圍繞某點產(chǎn)生呈正 態(tài)分布規(guī)律的游移。所以，如何保證聯(lián)接裝置的加工和安裝精度也是一個關(guān)鍵點，特別對于小量程的皮帶秤來說，皮帶秤的振動常使作用點產(chǎn)生偏移，在皮帶秤動態(tài)計量過程中，從某點偏移到另一點，造成了系統(tǒng)誤差。正常工作時，如果重力的作用點能在傳感器軸線周圍和某點周圍自如地游移，并不影響皮帶秤的準(zhǔn)確度。對于皮帶秤的傳感器聯(lián)接裝置不僅在理論上需要有消除測向力的結(jié)構(gòu)設(shè)計，而且在傳感器聯(lián)接器的加工和安裝也要保證一定的精度。理論和實驗表明，聯(lián)接裝置必須能將重力準(zhǔn)確地傳遞到稱重傳感器上，其作用力必須通過傳感器的軸心(如圖26所示)。對于同一個稱重傳感器，由于采用不同的聯(lián)接器，其效果是大不一致的。在皮帶秤動態(tài)計量時，如何克服振動，偏載等多種因素的影響，將重力準(zhǔn)確地傳遞到傳感器是一個不可忽視的環(huán)節(jié)?？傊?，依秤架結(jié)構(gòu)分析，本文設(shè)計選擇多托輥式秤架結(jié)構(gòu)。雙杠桿多托輥式和懸浮式秤架的電子皮帶秤計量段較長，一般為2～8組托輥，計量準(zhǔn)確度高，適用于流量較大、計量準(zhǔn)確度要求高的地方。由于準(zhǔn)確度高，現(xiàn)場日常維護檢測要求較嚴(yán)。通過試驗，多托輥秤架物料流量變化的干擾、皮帶跑偏干擾、物料塊度大小不均的干擾等能力都比單托輥秤架要好。皮帶在運行過程中零點和示值的穩(wěn)定性增強，置信度增高。多托輥秤架是高準(zhǔn)確度皮帶秤采用最多的一類結(jié)構(gòu)，目前應(yīng)用這種秤架，配合先進的主控機，%。③ 秤架結(jié)構(gòu)優(yōu)越性對比單托輥秤架有結(jié)構(gòu)簡單、造價低的優(yōu)點，但計量準(zhǔn)確度較低，運行穩(wěn)定性較差。懸浮式科也有配置平衡重物和不配置平衡重物兩種結(jié)構(gòu)(見圖25).圖 25 配置平衡重物懸浮式秤架示意圖在圖 25 中去掉平衡杠桿，把稱重傳感器直接支承在懸浮平臺的兩端，就成了不帶平衡重物的懸浮式秤架結(jié)構(gòu)。 懸浮式秤架我們成功的設(shè)計和生產(chǎn)出樣機。在這種情況下，雖然秤架兩邊左、右矩不相等，但方向仍相反，大部分有害稱重結(jié)果的力矩被抵消，對稱重結(jié)果的影響大大減小。對稱重結(jié)果沒有影響。當(dāng)秤架兩邊載荷均勻分布，稱重托輥組裝對稱，水平力H作用線與簧片支點中心不在一條水平線上，e0。從受力圖 24 可知:當(dāng)水平力H作用線與簧片支點中心在一條水平線上時，e=0。H— 稱重托輥上的水平分力:e 簧片支點中心到H力作用線的距離:1— 稱重托輥間距 。但由于這兩組杠桿對稱，可以使水平分力H對稱重結(jié)果的影響大小減小。在輸送機上方，維護方便。秤架中間，有一個和機架連在一起的龍門框架，框架上配置有平衡機構(gòu)，與傳感器另一端連接。圖24 是兩組對稱杠桿分別支承一組到四組稱重托輥的結(jié)構(gòu)圖24 雙杠桿秤架實物和示意圖這種秤架的兩組對稱杠桿一般裝在輸送機縱梁的內(nèi)側(cè)。與單托輥秤架一樣，這兩種類型的多托輥秤架，每一類型都有配置平衡重物和不配置平衡重物的兩種型式。這是單托輥皮帶秤計量準(zhǔn)確度不高、穩(wěn)定性差的主要原因。即: ( 21 ) 式中，力 H 是“皮帶效應(yīng)”引起的對稱重結(jié)果有害的水平力。e是杠桿支點到稱重托輥中心的距離。單托輥秤架的受力狀況如圖23 的箭頭線所示。其具體結(jié)構(gòu)有直接支承式和杠桿式兩種類型。我們已有多種單托輥秤架的皮帶秤。幾種典型秤架的結(jié)構(gòu)形式介紹如下。秤架裝在皮帶輸送機上，對皮帶上通過的物料重量由稱重傳感器和測速傳感器進行迅號轉(zhuǎn)換。皮帶秤分類的方式還有許多種，但不管如何分，須注意首先明確分類的依據(jù)，并按同一依據(jù)分類，否則就易造成概念上的交叉或混亂。一臺衡器在制造裝配時也許還未知其預(yù)期的用途，但不能不先了解其機械結(jié)構(gòu)。　　　　注：同樣的用途可采用不同的結(jié)構(gòu)，同樣的結(jié)構(gòu)也可擔(dān)當(dāng)不同的用途。（5）按皮帶秤的主要用途可分為：計量皮帶秤和定量皮帶秤。其中，多速皮帶秤可以在預(yù)定的幾種快慢不同的帶速中換檔，而變速皮帶秤則能在一定的速度范圍內(nèi)無級變換。對每一測量周期進行累計，即可得到皮帶上連續(xù)通過的物料總量。電子皮帶秤，由秤架，測速傳感器，高精度測重傳感器，電子皮帶秤控制顯示儀表等組成，能對固體物料進行連續(xù)動態(tài)計量。滾輪皮帶秤使用最廣泛的皮帶秤。當(dāng)皮帶上沒有物料時，滾輪靠近速度盤中心，轉(zhuǎn)速為零，計數(shù)器不累計；當(dāng)皮帶上有物料時，滾輪隨著重力變大向周邊移動，并帶動計數(shù)器記下皮帶上通過的物料總量。滾輪滾動的角速度正比于皮帶上通過的物料量。滾輪皮帶秤 由重力傳遞系統(tǒng)、滾輪、計數(shù)器和速度盤組成。 （3） 對放置在皮帶上并隨皮帶連續(xù)通過的松散物料進行自動稱量的衡器。多托輥式皮帶秤。其中以電阻應(yīng)變式的產(chǎn)品最多。差動變壓器式皮帶秤。 皮帶秤的分類方法皮帶秤的結(jié)構(gòu)形式、種類較多，分類的方法多種多樣，至今仍不統(tǒng)一。微處理機引入皮帶秤使電子元器件結(jié)構(gòu)、內(nèi)容和集成化程度大大提高。這兩代皮帶秤只能測量、累積計算，對運行中計量性能的變化不能控制，因此動態(tài)計量準(zhǔn)確度較低，穩(wěn)定性差在用戶中信譽不佳，逐漸被第三代、第四代皮帶秤取代。這是第一代。二次大戰(zhàn)后，尤其是近三十年來，由于傳感器制造工藝和電子技術(shù)的飛速發(fā)展，給整個稱重技術(shù)注入了新的血液，激發(fā)了活力，為提高皮帶秤的計量性能創(chuàng)造了有利條件。1908年在英國公布了第一個皮帶秤的專利。它的稱重原理最早來源于斗式輸送機對散料連續(xù)自動稱重的裝置。2﹪以上參數(shù)由《運輸機械設(shè)計選用手冊》確定。 皮帶輸送機傾角：0～10176。 遠傳傳輸：1000m 皮帶速度： m/s 多托輥皮帶秤精度：+/% 系統(tǒng)精度：177。其具體參數(shù)如下所示：第2章 電子皮帶秤的總體方案設(shè)計 電子皮帶秤的應(yīng)用設(shè)計條件本設(shè)計采用定量帶式輸送機作為應(yīng)用設(shè)計條件。通過電子皮帶秤生產(chǎn)廠家和用戶的共同努力，近年來電子皮帶秤的精度和使用情況有了一定的改善，但仍然存在運行維護量較大，精度校核工作繁重、程序多等問題，遠未能達到如靜態(tài)電子衡器所能達到的使用精度和使用效果。電子皮帶秤一般安裝在輸煤棧橋的皮帶輸煤機上．其運行環(huán)境較差。因此在高精度的稱重場合，就需要皮帶秤能在線自動校，正非線性。影響其精度的主要因素有)個方面：機械結(jié)構(gòu)、傳感器（一次儀表）和顯示儀器（二次儀表）。電子皮帶秤作為一種用于動態(tài)檢測物料重量的稱量設(shè)備，廣泛用于冶金、礦山、化工、建材等領(lǐng)域，有著廣大市場。 課題的來源及意義 課題的來源及意義電子皮帶秤是在皮帶傳送裝置中安裝的自動稱重裝置，它不但能稱出某一瞬間傳送帶所輸送的物料的重量，而且可以稱出某段時間內(nèi)輸送物料的總和，廣泛應(yīng)用于礦山、礦井、碼頭及料場等。 皮帶秤稱重理論的深入研究。高精確度、高可靠性的新型速度傳感器及稱重傳感器的應(yīng)用；來越廣泛，并且在各類涉及動態(tài)稱重系統(tǒng)的衡器中占據(jù)主導(dǎo)地位。秤在其長達六十年左右的發(fā)展過程中也為皮帶秤的使用積累了豐富的應(yīng)用經(jīng)驗，沒有機械式皮帶秤的昨天，就沒有電子皮帶秤的今天。秤架結(jié)構(gòu)簡化了，因此電子皮帶秤迅速全面地取代了機械式皮帶秤。 Merrick)發(fā)明了一種皮帶輸送機使用的稱重設(shè)備，據(jù)稱那是世界上第一臺根據(jù)皮帶速度和重量用機械方法進行計算的動態(tài)稱重設(shè)備，目 錄第1章 概論 3 皮帶秤的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r及趨勢 3 皮帶秤的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 3 皮帶秤的發(fā)展趨勢 3 課題的來源及意義 4 課題的來源及意義 4 本文主要研究內(nèi)容 5第2章 電子皮帶秤的總體方案設(shè)計 6 電子皮帶秤的應(yīng)用設(shè)計條件 6 電子皮帶秤的方案選擇 7 皮帶秤的發(fā)展階段 7 皮帶秤的分類方法 8 皮帶秤的方案選擇 10第3章 皮帶秤的測量原理及裝置設(shè)計 18 皮帶秤的測量原理 18 皮帶秤的裝置設(shè)計 19 皮帶秤的秤架設(shè)計 19 稱重傳感器的稱重原理及選型 20 速度傳感器的分類及選型 24第4章 皮帶秤的電路設(shè)計 32 32 皮帶秤的基本原理 32 速度傳感器的頻率確定 33 稱重傳感器的頻率確定 34 液晶顯示器顯示示數(shù)的確定 34 皮帶秤的硬件設(shè)計 36 硬件結(jié)構(gòu)及工作原理 36 V/F型模數(shù)轉(zhuǎn)換 37 鍵盤輸入及數(shù)據(jù)顯示電路 40第5章 皮帶秤的軟件設(shè)計 42 非線性擬合程序 44 數(shù)字濾波程序 45總結(jié) 47參考文獻 48附錄: 50英文原文 59中文譯文 69致 謝 75第1章 概論 皮帶秤的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r及趨勢 皮帶秤的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r電子皮帶秤是皮帶輸送機輸送固體散狀物料過程中對物料進行連續(xù)自動稱重的一種計量設(shè)備，它可以在不中斷物料流的情況下測量出皮帶輸送機上通過物料的瞬時流量和累積流量.1908年，美國一個年輕人赫爾伯特梅里克(Herbert梅里克用這項發(fā)明成立了梅里克(Merrick)公司，(SCHENCK)公司的歷史回顧資料中，曾看到1902年，皮帶秤這一段產(chǎn)品編年史，表明該公司1902年就有皮帶秤產(chǎn)品，但未看到更詳細的敘述. 國外從上世紀(jì)五十年代開始使用電子皮帶秤，雖然核子皮帶秤，固體質(zhì)量流量計，沖量式流量計，失重式秤，轉(zhuǎn)子秤等多種固體物料連續(xù)計量設(shè)備也有一定規(guī)模的應(yīng)用，但他們?nèi)詿o法與電子皮帶秤抗衡，也無法撼動電子皮帶秤作為固體物料連續(xù)自動稱重主流計量設(shè)備的地位. 皮帶秤的發(fā)展趨勢隨著傳感器技術(shù)、電子儀表技術(shù)的發(fā)展，可以輸出電信號的速度傳感器及稱重傳感器迅速取代了機械式皮帶秤的相應(yīng)機構(gòu)，而對速度、重量信號進行放大處理及實現(xiàn)各種運算都可以放在電子儀表中完成，稱量精確度提高了，但機械式皮帶 回顧已經(jīng)走過的一百年歷史，我們看到皮帶秤的應(yīng)用已經(jīng)越展望未來，皮帶秤的發(fā)展應(yīng)該集中體現(xiàn)在以下幾個方面： 類似傾角傳感器、位置傳感器等新檢測內(nèi)容的傳感器將加入到皮帶秤的應(yīng)用中； 二次儀表的智能化、總線化、無線傳輸化； 皮帶秤的檢定方式的開發(fā)和實際應(yīng)用； 電子皮帶秤集合了力學(xué)、電機學(xué)、電子技術(shù)、傳感技術(shù)等各領(lǐng)域的先進技術(shù)。隨著科技的進步，對皮帶秤的要求也越來越高。由于材料結(jié)構(gòu)強度和剛度的限制，使得在力的傳送過程中出現(xiàn)誤差，而傳感器輸出特性存在的非線性，加之信號放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換等環(huán)節(jié)的一系列非線性，使整個系統(tǒng)的非線性誤差變得不可忽視。傳統(tǒng)的電子皮帶秤是由稱重傳感器、測速傳感器、乘法器、積分器、積算器等部分組成，本文對傳統(tǒng)的電子皮帶秤的電路部分加以改進，省去了乘法器、積分器、積算器等部分，使設(shè)計更為簡單、實用，是一種新型的電子皮帶秤電子電路。振動、粉塵、噪聲、電機啟動電場和磁場干擾、環(huán)境濕度、原煤含水量變化、人為清潔沖洗等各種因素都對電子皮帶秤的稱重精度有很大影響。 本文主要研究內(nèi)容（1）了解國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r及趨勢（2）由已知條件確定方案選擇；（3）分析測量原理及裝置設(shè)計；掌握各種電子皮帶秤優(yōu)點和缺點；（4）進行電路設(shè)計。該輸送機是通用型系列產(chǎn)品，可廣泛用于冶金、礦山、煤炭、港口、電站、建材、石油等各個行業(yè)。% 稱量范圍：01278t/h 上托輥間距： m 下托輥間距： 3 m 皮帶寬度：1000 mm 上托輥槽角：35176。 下托輥槽角：0176。 工作條件和安裝條件： 環(huán)境溫度：機械：20℃～+50℃儀表：0℃～40℃ 電源電壓：220V（+10﹪、15﹪）50Hz177。 電子皮帶秤的方案選擇 皮帶秤的發(fā)展階段 皮帶秤起源于19世紀(jì)末、西方工業(yè)發(fā)展時期。這種裝置于1880年獲得了計量許可。1970年由英國制訂了一個自動秤的檢定規(guī)程。皮帶 秤的發(fā)展大致經(jīng)過了以下四個階段: 最初的產(chǎn)品是純機械式皮帶秤，一般采用增量式編碼器，機械式或光電式掃描碼盤等，使皮帶秤的機械杠桿具有平衡條件，識別記數(shù)和啟動功能。第二代是傳感器電子儀表皮帶秤，檢測部分一般有光電脈沖或磁脈沖變送器測速，二次儀表用模擬積分放大電路或數(shù)字系統(tǒng)積分電路來實現(xiàn)動態(tài)稱重過程的平衡、識別和累積計算功能。第三代、第