1概述

自動定量包裝秤是一種按事先設計好的 方法和程序，以自動稱量的方式將散狀物料 （粒狀或粉狀）按預定重力等量分裝和自動稱 量的裝置。近幾年來，隨著傳感器技術、微電 子應用技術和計算機技術的飛速發展，工業 生產過程中的自動化程度越來越高，自動衡 器的需求量也在不斷增大，但定量秤作為一 種法製計量器具，不僅關係到消費者的利益， 而且還涉及到相關產品的質量、造價等。減 少定量秤的誤差是人們所追求的口標。

2原理及組成

自動定量包裝秤能夠自動完成送料、充 填、整形、縫紉、成品輸送等功能。目前我公 司生產的定量自動包裝秤大多采用2級給料 （給料方式根據物料的性質來選，如粉狀常采 用雙螺旋給料，粒狀常采用振動給料），量程 為幾百克〜幾千克、幾十千克〜幾噸；精度為 ±0.2%~±0.5%;包裝速度為5〜60袋/分 （根據量程、精度來定）。它常與生產流水線 連在一起工作，釆用粗、細料門供料。開始 時，粗、細料門均打開，當重力達90%~95% 左右時，控製器發出命令，通過執行機構關粗 給料門，當達到定量值時，立即關細給料門， 放料門打開，物料送入包裝袋，放料完畢，料 門關閉，粗、細給料門打開,夾袋裝置夾緊，下 一循環開始。從夾袋裝置放下的包裝袋經整 形、折邊、縫紉後，由輸送機送出。

3各環節的誤差分析

自動定量包裝秤屬於自動衡器範疇，其 主要誤差不僅包括電子測呈部分誤差（稱重 顯示器、稱重傳感器、秤體）和自動控製過程 誤差（元器件的靈敏度、控製機構等），而且還 包括在稱重過程中動態幹擾產生的誤差。 3.1電子測覺部分誤差

3.1.1稱重顯示器

動態稱重顯示器是自動定量包裝秤的中 樞，它主要是由前置放大、濾波、模數轉換、運 算、顯示和輸出接口等部分組成，其示值直接 反應出被稱物的結果和粘•度。

由R76號國際建議知，稱重顯示器的誤 差在電子衝器中約占總誤差的。.5。其誤差 來源主要由元器件的質見所引起，如靈敏度、 噪聲、幹擾等，我們在綜合考慮的情況下，選 /HAD公司生產的AD 4325稱重顯示器，其 靈敏度大於0. 5?V/d,A/D轉換速率為70 次/s,由於采用了高性能的數據放大器，保證 傳感器送來的0〜20mV微弱信號能精確地 放大。在A/D轉換器方麵，采用三積分式, 並利用供橋電壓的比率作為A/D的基準電 壓，以補償供橋電壓對稱重的影響。由於軟 件功能較強，不僅能夠克服自身不穩定的影 響，而且還能控製補償稱重係統的其它各部 分帶來的影響，如采用零點自動跟蹤方法可 以消除零漂，對傳感器非線性度進行修正等; 不僅可以完成置零、去皮、累加、自檢、自校、 過載報警、數據運算、結果處理等一般功能， 而且還能完成自動放料、自動複零、自動停止 放料和物料補償等特殊功能。

由以上分析知：選用靈敏度高、A/D轉 換率快、顯示分辨率高、重複性好、精度穩定 和顯示速度快的稱重顯示器，可以減少稱重 顯示器帶來的誤差。

3.1.2稱重傳感器

稱重傳感器是自動定量包裝秤的核心， 其性能優劣直接關係到包裝秤的精度，由 後76號國際建議知，其誤差在電子衡器中約 占總誤差的0.7。目前，國內外電子衡器幾 乎全部釆用電阻應變式稱重傳感器，它是由 彈性體、應變片、補償電路等幾部分組成，能 在較為惡劣的環境下工作。在評價傳感器的 性能參數中，主要考慮靈敏度S、非線性L、 蠕變Cp、滯後H、不重複性R、溫度影響St和 不穩定度気等，在某些情況下，其綜合誤差 由△= JS? + [2 + 琮 + 證 + r2 + $； + 琮 + ... 來確定。這裏本人就在實踐過程中遇到的、 但易被人們忽視的幾個方麵著重進行分析。

• 供橋電源的影響

這主要是由直流穩壓供橋電源的性能所 造成的。目前電阻應變式稱重傳感器的供橋 電源分為交流和直流兩種類型，每種類型又 都分為穩壓式和恒流式，且以直流式穩壓電 源應用較為普遍，當幾隻傳感器使用同一供 電電源時，電源內阻應足夠小，電流應足夠 大，經驗數據為

R 內 V(0.2~0.3)RiXq

%——專感器的輸出內阻

——傳感器的準確度。

盡管近幾年來各種元器件不斷更新，大 規模集成電路飛速發展，供橋電源的分項和 綜合性能指標均優於1 X10-5,但是，我們仍 應充分重視供電電源，它是確保電子衝器準 確度的關鍵部件之一。

• 屏蔽電纜的影響

高精度傳感器所選用的屏蔽電纜不僅要 求線阻、溫度係數、分布電容等交、直流參數 較好，而且還對屏蔽層的要求十分講究，如屏 蔽層的接點、屏蔽效果等，生產過程中，要確 保使用中的屏蔽電纜和標定的一致，且長度 固定，注意焊接工藝，不可采用插頭座形式， 連同傳感器一同進行溫度補償，應用•中盡量 避免與交流電源動力線垂直或絞合使用。

• 稱重傳感器對地絕緣電阻的影響

測試和標定傳感器時，在絕緣電阻不夠 大且又不對稱時，不僅抗幹擾能力差，而且零 點易發生變化，尤其是溫度、濕度的變化造成 零漂現象較為嚴重。實際上絕緣電阻存在的 同時，分布電容也存在,對於交流它將變為阻 抗，在分布電容較大時，其阻抗小於電阻，因 此,為了提高抗幹擾性能，還應減少分布電容 的影響。

以上分析告訴我們，在考慮傳感器的綜 合性能指標的基礎上，合理選用高精度的稱 重傳感器，且在使用時對一些細節問題予以 充分重視，可以減少傳感器帶來的誤差。

3.1.3秤體

秤體結構的主要作用是把承重部分的載 荷正確無誤地傳遞給傳感器,R76號國際建 議中指出，該部分的誤差約占總誤差的0.5 左右，為此必須保證承重支架應有足夠的強 度和剛度。通常情況下，定量包裝秤采用三 點吊掛式或三點支承式，傳感器的一端固定 在秤架上，另一端用來支承秤料鬥，秤鬥和傳 感器之間盡量采用軟連接，避免采用剛性連 接，這樣保證被稱物的重量能垂直且不偏移 地加在傳感器力作用點上。其連接的活動部 位應靈敏，摩擦力小，能自動恢複原位，消除 衝擊力，側向力等。根據秤體結構及設計要 求，選用我公司自產的L-BE係列懸臂梁式 稱重傳感器,安裝時，應著重注意以下幾點：

• 安裝基礎的剛度應足夠強，安裝基血 應垂直於載荷方向，以保證測重信號的準確。
• 應盡量使各傳感器受力大小相同，傳 感器布置的幾何形重心應盡量和稱量鬥的重 心在同一軸線上。
• 為了加強稱量係統的穩定，傳感器的 安裝平麵應高於稱重係統重心的位置。

由於定量包裝秤是一種動態秤，在設計 過程中，還應著力考慮秤鬥的結構，料門的開 閉結構，提高秤的抵禦衝擊，抗振能力，采取 減振措施,盡量減少開閉料門時，對秤鬥造成 〜的衝擊，而影響傳感器的信號輸岀。

以上從秤體的剛度、強度和傳感器的安

裝及料門開閉結構進行說明，通過精密的設 計和精心的安裝，這部分誤差可以大大地減 少。

.3.2自動控製過程的誤差

3.2.1控製元器件響應時間變化造成的誤 差

控製過程中，由於繼電器、接觸器、電磁 閥和氣缸等參與工作，在它們作出響應時，因 有響應時間變化上的差異而產生誤差，理論 上可用公式△nqrti進行計算，其中

q——物料的K8凯发登录入口

I——物料的密度

t!——控製元器件響應時間的變化 3.2.2執行機構行程時間變化造成的誤差

控製過程中，由於動力源的波動和工作 阻力的變化所引起執行機構動作時間差異而 產生的誤差，理論上可用公式△=qrt2/2 進行計算。

t2----- 執行機構行程時間的變化

自動控製過程中的誤差屬於係統誤差， 一方麵可以通過選用響應速度快且穩定時間 短的元器件和執行機構,減少因,和t2造成 的誤差;另一方麵主要是在調試過程中，利用 軟件延時的方法加以克服。

3.3動態幹擾誤差

3.3.1氣動電磁閥工作時振動的影響

氣缸動作時,粗細料門及放料門的開閉, 對秤體造成的衝擊，均會對傳感器產生並非 是物料實際輸岀的信號，從而導致采樣後的 控製係統誤動作,造成提前關閉料門等現象, 影響最終準確度。這種情況可通過在軟件上 采用粗、細給料階段不釆樣，並在關粗、細料 門後有一段時間的延時，然後再采樣，予以消 除。

3.3.2不同物料流動變化的影響

不同的物料,其流動性能受其濕度、堆密 度等影響很大，當K8凯发登录入口不同時，關粗、細料門 後實際裝入的料重也不同，細給料的時間長 短也不一樣，顯示偏離標準值。為此可在硬 件上釆用K8凯发登录入口穩定裝置，使物料流動盡可能 地穩定，同時在軟件上，采取自檢措施，保存 上次記憶的方法進行控製。可使顯示值與實 際相吻合，不但可以解決料流不同造成的稱 量誤差，也可控製由於氣動電磁閥氣缸中的 壓力造成的誤差。

動態幹擾誤差屬於一種隨機誤差，它還 包括物料對秤鬥的衝擊，料柱的質量，秤體的 振動及其它隨機因素而產生的誤差，一般來 說，克服此類誤差較為困難，但利用稱重顯示 器軟件的特殊功能，可消除一部分。

4.結束語

以上本人就自己在設計、安裝、調試過程 中遇到的影響定量秤精度的冇關問題作粗淺 地分析，並提岀相應的解決措施，但是要真正 消除誤差，還需要反複實踐，積累經驗，將新 材料、新工藝技術、傳感器技術、微電子應用 技術和計算機技術應用於定量稱重領域，使 定員稱重係統的質量上升 一個新台階。

本文源於網絡轉載，如有侵權，請聯係刪除