本发明专利技术公开了一种基于加速度传感器的动态称重信号实时补偿装置及方法。称重传感器由垫片垫高并安装于安装底座上，秤台、传感器垫片和加速度传感器安装座通过螺栓安装于称重传感器的负载端，加速度传感器安装于加速度传感器安装座上，称重传感器和加速度传感器输出的电信号接入信号调理电路进行滤波和放大，最后经模拟数字转换后输入DSP信号处理模块进行信号处理，实现动态称重信号实时补偿。本发明专利技术利用加速度传感器实时检测作用于称重传感器上的振动干扰信号并通过信号融合方法，实现动态称重信号实时补偿，可适应各种动态称重应用，尤其适用于受机械振动影响较大的动态称重场合。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种。称重传感器由垫片垫高并安装于安装底座上，秤台、传感器垫片和加速度传感器安装座通过螺栓安装于称重传感器的负载端，加速度传感器安装于加速度传感器安装座上，称重传感器和加速度传感器输出的电信号接入信号调理电路进行滤波和放大，最后经模拟数字转换后输入DSP信号处理模块进行信号处理，实现动态称重信号实时补偿。本专利技术利用加速度传感器实时检测作用于称重传感器上的振动干扰信号并通过信号融合方法，实现动态称重信号实时补偿，可适应各种动态称重应用，尤其适用于受机械振动影响较大的动态称重场合。【专利说明】
本专利技术涉及一种用于动态称重的补偿装置及方法，尤其是涉及一种。
技术介绍
称重与现代生产、人们的生活息息相关，是计量的一个重要分支。随着电子信息技术的发展和各行各业生效率的不断提高，动态称重得到了广泛地应用，尤其是以流水线作业的场合，例如食品加工、医疗生产、生产计量、交通运输等。动态称重不仅能缩短作业时间，提高生产效率，更能推进各行业生产自动化和管理的现代化。通常使用称重测力传感器将重量(力)转化为微小的电信号，再通过滤波、放大、AD转换后由各类数字处理器进行信号处理并计算出实际质量。动态称重的主要特点是在被测物或测量环境处于运动的状态下短时间内测得被测物的重量。由于动态称重的上述特点，由传感器输出的信号包含很多干扰信号，尤其是动态称重系统的机械部分带来的振动干扰和电气部分带来的电磁辐射干扰。此外，被称物的类型(质量、体积、运动状态等)和称重速度均会对称重信号带来较大的影响。除干扰信号外，高速动态称重还受到称重系统固有的响应时间的限制。综上所述，动态称重信号的特征为:(1)信号中包含强烈的低频振动信号，有用信号和干扰信号频谱重叠；(2)干扰信号的频谱是时变的，随着工况的变化而变化；(3)信号响应时间长。理论的动态称重信号是一个短时的阶跃信号，其能量主要在低频段。高频干扰可以通过一个模拟或数字低通滤波器滤除，但是对于频谱重叠且时变的强烈低频干扰则不能使用低通滤波器滤除。动态称重系统主要包括机械本体和称重信号采集和处理两部分。郝智伟、蒋廉申请的中国专利(申请号:200720034920.0)描述了一种双条自动检重秤。张继安申请的中国专利(申请号:00230980.7)描述了一种自动检测重秤。陆奎荣、赵广华、吴正详等人申请的中国专利(申请号:201020184124.7)描述了一种新式水果称重装置。以上专利均描述不同领域动态称重的机械本体。然而，国内对于动态称重信号处理方法研究不多。在汽车动态称重应用方面，李丽宏、张剑勇等人申请的中国专利(申请号:200810097806.1)描述了一种基于速度补偿的动态称重方法。在水果动态称重方面，针对特定的水果称重装置，蔡文、侯迪波等人申请的中国专利(申请号:201010228673.4)描述了采用DSP处理模块和智能方法的水果称重分级系统及称重方法。上述专利中的水果称重智能方法采用滤波对消方法，其将不同速度下果杯空载时通过称重段的数据作为参考噪声输入，这种离线式参考噪声未能包含实际动态称重中物体本身的运动带来的各种随机振动干扰。上述两个专利的方法只针对特定的应用，应用具有局限性。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种，该装置可实时检测作用在称重传感器上的振动干扰信号和包含振动干扰信号的称重信号，然后通过实时信号融合方法，对动态称重信号实时补偿，提高称重精度。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是: 一、一种基于加速度传感器的动态称重信号实时补偿装置 包括称重传感器安装底座、垫片、称重传感器、加速度传感器安装座、秤台、加速度传感器、信号调理电路和DSP信号处理模块；称重传感器通过第一螺栓安装于称重传感器安装底座上，称重传感器与称重传感器安装底座之间设有垫片；称重传感器的负载端和加速度传感器安装座通过第二螺栓固定连接在秤台底面，称重传感器的负载端受力表面与秤台底面平行，加速度传感器通过加速度传感器安装座安装在称重传感器的负载端侧方，加速度传感器的感应轴垂直于称重传感器的负载端受力表面； 加速度传感器和称重传感器分别经信号调理电路与DSP信号处理模块连接，DSP信号处理模块与上位机连接，称重传感器输出的信号Vw和加速度传感器输出的信号Va通过信号调理后输入DSP信号处理模块。所述的信号调理电路包括用于对称重传感器信号进行滤波放大的前置滤波放大电路、用于对称重传感器信号滤波放大后再进行可调放大以及的二级可调放大电路和用于对加速度传感器信号进行滤波放大的滤波放大电路。所述的DSP信号处理模块包括模拟数字转换器和嵌入式DSP数字信号处理器，信号调理电路输出的两路模拟信号由模拟数字转换器进行模数转换后得到的数字信号，并由串行外设接口 SPI输入嵌入式DSP数字信号处理器中，嵌入式DSP数字信号处理器通过串行通信接口 SCI与上位机相连。所述的加速度传感器安装座呈L形，加速度传感器安装座L形的水平边安装在称重传感器的负载端和秤台底面之间，加速度传感器安装座L形的竖直边固定安装有加速度传感器。所述的加速度传感器安装座呈条形，加速度传感器安装座条形的一侧边安装在称重传感器的负载端和秤台底面之间，加速度传感器安装座条形的另一侧边固定安装有加速度传感器。所述的加速度传感器安装座呈条形，加速度传感器安装座条形的一侧边安装在称重传感器的负载端底面，加速度传感器安装座条形的另一侧边固定安装有加速度传感器。所述的加速度传感器安装座与称重传感器的负载端之间紧密贴合。所述的加速度传感器安装座与秤台底面之间设有传感器垫片。所述的称重传感器的负载端与秤台底面之间设有传感器垫片。二、一种基于加速度传感器的动态称重信号实时补偿方法，包括以下步骤: A)动态称重装置安装在秤台上，被称物体放在动态称重装置上，包含有秤台的振动干扰N(t)和被称物体重量G的力信号F通过动态称重装置和秤台作用于称重传感器上； B)称重传感器将作用在其负载端的力信号F线性转化为电信号Vw，经信号调理电路滤波、放大后再经AD转换输入到DSP信号处理模块； C)加速度传感器将作用在称重传感器负载端的振动信号N(t)线性转化为电信号Va，经信号调理电路滤波、放大后再经AD转换输入到DSP信号处理模块； D)将输入到DSP信号处理模块的两路信号进行实时处理，并通过自适应干扰对消滤波方法或者谱减法对作用在称重传感器上的力信号F中进行实时补偿，滤除的振动干扰N (t)，实现动态称重。本专利技术具有的有益效果是: 1、称重传感器的本质是测量作用在其负载端的力的大小，动态称重中各种振动干扰作用在称重传感器上，从而向称重传感器的输出信号中引入了时变的振动干扰信号，本专利技术使用加速度传感器直接测量作用在称重传感器上的干扰信号，实时获取振动干扰信号的各种时域和频域的参数，从而能够在识别干扰信号的基础上研究不同的降噪、滤波方法，如自适应干扰对消滤波方法，也可以研究其他不同的多传感器信号融合方法，在降噪的同时提高动态称重信号的响应速度，本专利技术克服了用于动态称重的低通滤波器截止频率越低，响应时间越长的矛盾、有用信号与低频干扰信号频谱重叠这一原因带来滤波后信号的失真问题以及振动干扰信号随着工况不同而不同这一本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于加速度传感器的动态称重信号实时补偿装置，其特征在于：包括称重传感器安装底座（1）、垫片（2）、称重传感器（4）、加速度传感器安装座（5）、秤台（6）、加速度传感器（9）、信号调理电路（10）和DSP信号处理模块（11）；称重传感器（4）通过第一螺栓（3）安装于称重传感器安装底座（1）上，称重传感器（4）与称重传感器安装底座（1）之间设有垫片（2）；称重传感器（4）的负载端和加速度传感器安装座（13）通过第二螺栓（7）固定连接在秤台（6）底面，称重传感器（4）的负载端受力表面与秤台（6）底面平行，加速度传感器（9）通过加速度传感器安装座（13）安装在称重传感器（4）的负载端侧方，加速度传感器（9）的感应轴垂直于称重传感器（4）的负载端受力表面；加速度传感器（9）和称重传感器（4）分别经信号调理电路（10）与DSP信号处理模块（11）连接，DSP信号处理模块（11）与上位机连接，称重传感器（4）输出的信号Vw和加速度传感器（9）输出的信号Va通过信号调理后输入DSP信号处理模块（11）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王剑平，张剑一，杨春伟，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。