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《動態(tài)稱重測力技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展動向_施昌彥》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、動態(tài)稱重測力技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展動向=摘要>本文從動態(tài)測量、自動在線測量、模型化測量和數(shù)字化測量四個方面,闡述了稱重測力技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展動向。簡要介紹了動態(tài)稱重測力的特征及研究方法,敘述了自動在線測量的必要性及常見的自動秤,并指出模型化、數(shù)字化測量的意義及開發(fā)軟件技術(shù)的重要性。=關(guān)鍵詞>稱重測力動態(tài)在線測量模型化測量數(shù)字化測量1動態(tài)測量動態(tài)稱重測力狀態(tài),它們的特征主要可以歸納為:(1)被測對象處于非靜止動態(tài),即被稱重或測力的物體在運動;(2)測量環(huán)境處于非靜止?fàn)顟B(tài),即稱重測力計量儀器置于其中的測量床身、臺面或支架等在
2、運動;(3)在短時間內(nèi)進行快速測量,即測量時間短于稱重測力計量儀器的調(diào)定時間。為了進行快速、連續(xù)、準(zhǔn)確的測量,求得被測量的穩(wěn)態(tài)示值,就要求對稱重測力傳感器、信號適調(diào)、處理、顯示、記錄及由此而組成的動態(tài)稱重測力系統(tǒng)進行正確的描述和分析,還要求削減動態(tài)測量的不確定度、提高動態(tài)響應(yīng)速度、解除多分量間的耦合,進行動態(tài)補償。比如對動態(tài)吊秤,有人提出為削弱縱向振動所致的高頻干擾,可進行橋式動態(tài)補償與閥值動態(tài)補償;為削弱橫向擺動所致的低頻干擾,可進行三點式補償?shù)?。又如為提高腕力傳感器的動態(tài)品質(zhì),可先按主分量通道的特性要求設(shè)計動
3、態(tài)補償器,再按多分量解耦要求設(shè)計解耦環(huán)節(jié),以便既能快速跟蹤輸入信號,提高動態(tài)響應(yīng)速度,又能去除耦合信號,提高測量準(zhǔn)確度。傳感器部分是測量系統(tǒng)的輸入端,它與被測的重量或力、過程或系統(tǒng)相連接,并給出一個取決于被測量的輸出信號。信號適調(diào)部分則將傳感器的輸出信號進行加工,例如將電阻變換為電壓或電流、信號放大或衰減、濾波、調(diào)制與解調(diào)、阻抗變換、線性化及轉(zhuǎn)換成數(shù)字編碼信號等,以便成為適宜于進一步處理的形式。信號處理部分接受適調(diào)部分輸出的信號,并對其進行必要的運算而轉(zhuǎn)換成適宜于顯示或記錄的信號。顯示、記錄部分是測量系統(tǒng)的輸出端
4、或終端,能以觀測者便于認(rèn)識或顯示出或記錄下重量或力值。稱重測力系統(tǒng)的上述四個組成部分的劃分是相對的,有時甚至可以不存在中間部分或某部分不止一次出現(xiàn),但是對被測對象進行稱重、測力并給出具體量值的基本功能必須予以保證,也包括保證靜態(tài)與動態(tài)計量特性、安全性能及消費者利益的專用功能在內(nèi)。一個稱重測力系統(tǒng),可以由若干臺儀器組成;也可將全套測量系統(tǒng)組裝成一臺整機。眾所周知,動態(tài)測量是指為確定量的瞬時值及(或)其隨時間變化所進行的測量,即被測量是隨時間而變化的;而靜態(tài)測量則是指測量期間其值可認(rèn)為是恒定的量的測量。雖然在動態(tài)測量
5、中,必須考慮信號的響應(yīng)時間,即考慮激勵受到規(guī)定突變的瞬間,與響應(yīng)達到并保持其最終穩(wěn)定值在規(guī)定極限內(nèi)的瞬間,這兩者之間的時間間隔。而在靜態(tài)測量中,通常并不考慮信號的響應(yīng)時間,只關(guān)注測量結(jié)果的不確定度和隨時間的穩(wěn)定性或可靠性。在研究動態(tài)稱重測力時,通常的方法是同時或單獨測出對象的加速度、位移與速度,然后用數(shù)值積分方法或直接方法求解稱重測力過程的微分方程以求得重量或力值,另一種方法則是把動態(tài)測量作為一個參數(shù)估計和預(yù)測問題來處理,即首先根據(jù)有關(guān)稱重測力系統(tǒng)的先驗知識,推導(dǎo)出一個含有未知參數(shù)的模型,然后用該模型去擬合稱重測
6、力過渡過程信號,從而獲得最小平方誤差意義上的參數(shù)估計。由于被測重量或力值可以看成是稱重測力過程的終值,它們可以用模型參數(shù)加以估計或預(yù)測出來。在動態(tài)稱重測力技術(shù)方面,盡管傳感器的最新硬件技術(shù)起著重要的作用,但是基于動力學(xué)系統(tǒng)模型的軟件技術(shù),對于設(shè)計動態(tài)測量的算法來說,卻是更為本質(zhì)和更為重要的。這也就是說,應(yīng)當(dāng)利用測量系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,把解決問題的主要精力放在軟件方面;誠然,硬件和軟件這兩條途徑,對于研究動態(tài)稱重測力技術(shù)都是必要的。2自動在線測量在生產(chǎn)過程中需要快速而簡單地在線采集和校驗統(tǒng)計數(shù)據(jù),傳統(tǒng)的抽查方式已不再適
7、用,有逐漸被在線檢測取而代之的趨勢。七十年代末微機引入稱重計量儀表,給稱重技術(shù)的發(fā)展注入了活力。當(dāng)前,用于在線測量的自動秤,已不僅僅是為了剔除重量不足的產(chǎn)品,更是為了進行重量控制、統(tǒng)計分析與處理。稱重計量儀表與計算機相聯(lián)后可以編制出生產(chǎn)者想要的書面報告,例如實時計數(shù)的直方圖,重量的標(biāo)準(zhǔn)偏差,運行的平均值,相關(guān)的參數(shù)報告、統(tǒng)計報告以及按時間、數(shù)量或重量分類的間隔報告等。因此,生產(chǎn)者可以在遠離計量站的質(zhì)量控制室里,通過遙控面板來改變參數(shù)。用于重量在線測量的自動秤主要有以下5種:(1)重力式裝料自動秤。根據(jù)OIML(國
8、際法制計量組織)第R61號國際建議,它是通過自動稱量程序,把物料分成預(yù)定的、重量恒定的散狀物品(載荷)裝入容器的自動秤,通常包括選擇組合秤,多斗組合秤及減量裝料秤三種。它們主要由一個或多個自動給料器或者與一個或多個稱量單元相關(guān)的裝置,以及適當(dāng)?shù)目刂蒲b置與卸料裝置組成。(2)檢重自動秤。根據(jù)OIML第R51號國際建議,它是對預(yù)包裝的分離載荷進行稱量或?qū)Ψ前b物的載荷進行分類
