電子秤自動檢定裝置的研究

（沈陽計(jì)量測試院 沈陽 110179）

摘 要：電子秤是國家強(qiáng)制檢定計(jì)量器具，本文提出了電子秤自動檢定裝置的設(shè)計(jì)思路，以供計(jì)量同行參考。

關(guān)鍵詞：電子秤；檢定裝置；自動

1 概述

隨著電子秤使用時間的增加，其內(nèi)部元器件可能出現(xiàn)老化，環(huán)境因素如高濕度、灰塵、一些具有腐蝕性物質(zhì)的玷污等的影響，其稱重計(jì)量準(zhǔn)確性會降低，故需要定期進(jìn)行檢定。目前對電子秤的檢定仍然以手工檢定為主，不僅檢定周期長，而且存在檢定效率低、工作強(qiáng)度大、檢定質(zhì)量易受人為因素影響等缺點(diǎn)。根據(jù)JJG 1036-2008《電子天平檢定規(guī)程》和JJG 539-1997《數(shù)字指示秤檢定規(guī)程》，電子秤必須檢定重復(fù)性、偏載、示值誤差三大項(xiàng)，電子秤還需要檢定鑒別力。其中線性和重復(fù)性都要用到最大稱量的砝碼，其中重復(fù)性至少要用最大稱量砝碼加載6遍，這大大的提高了工作強(qiáng)度和工作量。對于量程比較大的電子秤人工的耗費(fèi)是十分巨大的。因此研制電子秤自動檢定裝置具有非常重要的意義。

2 電子秤自動檢定裝置

根據(jù)國家計(jì)量檢定規(guī)程JJG 1036-2008《電子天平檢定規(guī)程》和JJG 539-1997《數(shù)字指示秤檢定規(guī)程》規(guī)程要求，必須對電子秤進(jìn)行準(zhǔn)確度測試、零點(diǎn)測試、稱量測試、除皮稱量測試、偏載測試、鑒別力測試、重復(fù)性測試等。因此，我們設(shè)計(jì)的電子秤自動檢定裝置由PC機(jī)、PLC控制系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)砝碼、攝像頭、VB控制軟件和電氣控制機(jī)構(gòu)組成，實(shí)現(xiàn)電子秤的各種測試，如圖1所示。

2.1 標(biāo)準(zhǔn)砝碼

該裝置采用的標(biāo)準(zhǔn)砝碼組由14個M2級砝碼組成，包括2個0.1kg 準(zhǔn) 砝 碼 和 12個2.5kg標(biāo)準(zhǔn)砝碼，可對30kg/10g和30kg/5g的電子秤進(jìn)行檢定.該標(biāo)準(zhǔn)砝碼以非磁性不銹鋼作為制造材料，能有效地消除砝碼加卸載時產(chǎn)生的磁性干擾，其固定方式方便、連接簡單、裝卸靈活，使用過程中穩(wěn)定、安全、可靠.所有砝碼均根據(jù)編號定位放置，以防產(chǎn)生人為誤差.砝碼分布采用均勻分布方式.根據(jù)秤盤的大小排布標(biāo)準(zhǔn)砝碼，實(shí)現(xiàn)不同位置的加卸載，完成電子秤的稱量測試、偏載測試等相關(guān)檢定項(xiàng)目，

2.2 PLC控制系統(tǒng)

該裝置PLC控制器采用西門子公司的s-700系列PLC控制器，其優(yōu)點(diǎn)為使用標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌進(jìn)行安裝，即插即用，插拔式輸出幾乎可以隨意擴(kuò)展，接線簡單、可靠，而且模塊的體積小，節(jié)省空間，維護(hù)費(fèi)用低.PLC控制系統(tǒng)主要向繼電器發(fā)送控制信號，使電氣控制機(jī)構(gòu)中的氣缸運(yùn)動，從而引起標(biāo)準(zhǔn)砝碼加載或卸載。

2.3 電氣執(zhí)行機(jī)構(gòu)

裝置的電氣控制機(jī)構(gòu)由氣泵、調(diào)節(jié)閥、電磁閥、繼電器及氣缸組成。氣泵作為系統(tǒng)的動力源，為整個系統(tǒng)提供氣源，就系統(tǒng)而言，要求氣泵能夠運(yùn)行平穩(wěn)，長時間連續(xù)工作，壽命長，噪音小，全自動控制，不會產(chǎn)生大振動而影響檢定的結(jié)果。調(diào)節(jié)閥為調(diào)節(jié)砝碼加卸載的速度電磁閥為一進(jìn)二出的二位三通式，當(dāng)線圈鐵盒通電或斷電時，閥芯在閥體內(nèi)的相對位置發(fā)生改變，從而控制了氣缸的運(yùn)動。氣缸的活塞端與設(shè)置在氣缸外的掛鉤的一端用螺母連接，掛鉤的另一端懸掛標(biāo)準(zhǔn)砝碼。利用氣泵提供的氣源通過導(dǎo)氣管和調(diào)節(jié)閥向氣缸提供氣體，PLC輸出信號控制電磁換向閥的動 作，導(dǎo)致氣缸內(nèi)部進(jìn)行充放氣，其內(nèi)部的壓力發(fā)生變化，從而氣缸的活塞上下運(yùn)動帶動了砝碼，實(shí)現(xiàn)砝碼對電子秤的加卸載檢定工作。

2.4 VB系統(tǒng)

控制軟件采用具有功能強(qiáng)大的VB軟件作為開發(fā)平臺，建立友好的人機(jī)操作界面。通過OPC配置，實(shí)現(xiàn)PC與PLC的通訊.用戶只需 通 過人機(jī)界面上的相關(guān)按鈕便可輕松地進(jìn)行檢定工作，并自動生成誤差曲線、數(shù)據(jù)報(bào)表、檢定結(jié)果通知書或檢定證書。

2.5 攝像頭

攝像頭是一種半導(dǎo)體成像器件，具有靈敏度高、抗強(qiáng)光、畸變小、體積小、壽命長、抗震動等優(yōu)點(diǎn)。監(jiān)控?cái)z像機(jī)安全防范系統(tǒng)中，圖像的生成當(dāng)前主要是來自CCD攝像機(jī)，也可將存儲的電荷取出使電壓發(fā)生變化，具有抗震動和撞擊之特性而被廣泛應(yīng)用。自動采集數(shù)據(jù)可用攝像頭采集，該技術(shù)已經(jīng)用于大尺寸測量、力學(xué)檢測和硬度自動校準(zhǔn)設(shè)備。

2.6 PC機(jī)

PC機(jī)是指可以直接發(fā)出操控命令的計(jì)算機(jī)，一般是PC/host computer/master computer/upper computer，屏幕上顯示各種信號變化（液壓，水位，溫度等）。下位機(jī)是直接控制設(shè)備獲取設(shè)備狀況的計(jì)算機(jī)，一般是PLC/單片機(jī)之類的。上位機(jī)發(fā)出的命令首先給下位機(jī)，下位機(jī)再根據(jù)此命令解釋成相應(yīng)時序信號直接控制相應(yīng)設(shè)備。下位機(jī)不時讀取設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)（一般為模擬量），轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號反饋給上位機(jī)。簡言之如此，實(shí)際情況千差萬別，但萬變不離其宗：上下位機(jī)都需要編程，都有專門的開發(fā)系統(tǒng)。

3 結(jié)語

本文對電子秤自動檢測裝置的工作原理以及設(shè)計(jì)流程進(jìn)行了介紹，這是一種新型的檢測工具，與傳統(tǒng)的人工檢測方式相比，其不但工作效率提高了，而且檢測的準(zhǔn)確性也大大提高了。檢測裝置與計(jì)算機(jī)、PLC連接后，可以實(shí)現(xiàn)自動化運(yùn)行。自動檢測裝置具有操作簡單、運(yùn)行穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，為了減少電子秤出現(xiàn)故障的概率，在出廠前，應(yīng)對其外觀形象、內(nèi)部結(jié)構(gòu)與構(gòu)造進(jìn)行檢查與測試，自動檢測裝置花費(fèi)的測量時間只有短短的幾分鐘，而且檢驗(yàn)的效率較高，有利于保證電子秤的質(zhì)量。

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作者簡介：

王衛(wèi)星，男，1960年4月出生，工程師，沈陽計(jì)量測試院，主要從事衡器的檢定、校準(zhǔn)工作。