组合式数字测力计的制造方法技术

制造数字测力计的方法，测力计包括摇杆、导向横杆、扭转环或其它推力元件、安装在推力元件上的电路板、及使电路板和除推力元件支承面以外的所有部分密封的外壳。电路板包括Ａ／Ｄ转换器和微计算机。安装在外壳上的插座提供与电路板的数字通信，对重量数据可作数字修正。可通过插座从远处而不实际进入外壳中，用数字方式对测力计校准、鉴定特性、控制和监视。可把一个或若干数字测力计连接到计算机或控制器上，以构成一个或多个称重装置。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请号为88108281.3的申请的分案申请。本专利技术涉及制造称重装置的方法，更具体地，涉及制造组合式新型数字测力计以及作为推力元件的摇杆的方法。所谓“摇杆”是具有弧形端面的立柱，并且，多年来已经用于称重场合，通常作为负荷传递装置。摇杆的主要优点是它能够自动竖直，也就是说，以便通常竖直的杆相对于其底座或落地端倾斜后，当取消使其倾斜的负荷时，该杆将回到它竖直的位置。自动竖直特性在称重场合是一种优点，在这种场合，会遇到暂时的侧向负荷。获得所述自动竖直特性的方法是使杆具有一定的形状，以致每个端面的曲率半径大于杆的总高度的一半。这种摇杆还容易制造，因为，所需要的整个造形都是圆的，因而，可以通过在车床上车削该杆来实现。不需要钻孔，攻螺纹或其他机械加工。因此，所述杆的加工成本是低廉的。在称重应用中，各种立柱结构已经装备应变阻片或类似的换能器，并用作推力元件。但是，主要是由于非线性问题，所述立柱的性能已经不完全令人满意。与产生几乎均匀的拉伸和压缩应变的各种推力元件相比，所述立柱负重时产生的不均匀的拉伸和压缩应变产生非线性的应变特性。已经通过以下方法获得一定程度的线性修正，即，把与输入电压串联的半导体应变电阻片附加到所述应变电阻片电桥中，所述半导体应变电阻片改变了电桥的电压，以这样的方式来补偿所述非线性。但是，非线性仍然是立柱形测力计的本质的缺点。最近，已经出现所谓“数字测力计”，其中，把模/数转换器和微处理器用于单个测力计中。电子电路安装在直接连接于测力计的推力元件上的印刷电路板上。这种进展已经使得有可能对各种测力计误差进行数字式修正。本专利技术的目的是要提供一种使用摇杆作为推力元件的测力计的制造方法。另一个目的是要克服与圆柱形测力计相联系的上述缺点。再一个目的是提供一种数字测力计的制造方法，这种测力计是组合式的，并且，在制造之后不需要机械调整，因而，可以将该测力计密封，以允许并且仅仅需要来自外部信号源的数字分析和修正。按照本专利技术的一个方面，提供了一种制造组合式数字测力计的方法，所述测力计包括推力元件、安装在所述推力元件上的换能装置、以及安装在所述推元件上的用于提供加在所述推力元件上的负荷的数字式表示的数字电路装置，其特征在于所述方法包括以下步骤为所述换能装置和所述数字电路装置提供密封的外壳，为所述数字电路装置与外部的通信提供穿过所述外壳的通路，使所述推力元件经受各种负荷量和各种工作条件，并且，在所述各种条件下取得数字式负荷表示，利用所述负荷表示确定所述测力计的数字式修正因数，以及存储所述修正因数以供所述测力计工作时使用。按照本专利技术的另一个方面提供的方法，所制成的测力计提供了推力元件上负荷的数字表示。还包括了用来确定和存储推力元件的线性修正因数的步骤，以及用于把所述数字表示与所述线性修正因数相组合，以提供推力元件上负荷的经修正的数字表示的步骤。根据本专利技术的再一个方面提供的方法，所制成的测力计具有固定在推力元件上的数字电路板，并为所述电路板和推力元件的换能器支承部分配备了密封外壳。象导线之类的装置穿过所述外壳到达电路板，提供用于外部通信的信号通道，所述电路板包含用于产生数字式重量读数，并且经过所述穿过外壳的信号通道输送这些重量读数的电路，及用于把存储的数字式修正因数加到重量读数上的装置。制作之后，该测力计不需要在外壳内部作机械的调整，而可以利用穿过外壳的信号通道来进行控制和修正。可以把一台或多台秤中的若干组合式测力计连接到公用的主控制器，并且，一起连接成局部区域网络。所述推力元件可以是摇杆，并且，可以存储预定的线性修正因数，并把它们加到重量读数上。附图说明图1是根据本专利技术的、使用摇杆推力元件的数字测力计的纵剖面图;图2是图1的测力计的顶视平面图;图3是摇杆推力元件的前视图;图4是图3的推力元件的直径收缩部分的展开的视图，图中示出其上的应变电阻片的排列;图5是所述数字测力计的电子电路的方块图;图6是使用数字测力计的车辆秤的平面图;图7是说明图6的车辆秤的主要部件的连接的示意图;图8是用于图6和7的中最佳形式主控制器的方块图;图9A至9M是说明本专利技术中每个数字测力计的操作的程序框图;图10A和10B是说明数字测力计中使用的线性补偿过程的程序框图;图11A至11L是说明图8的主控制器的操作的程序框图;图12A和12B是说明用于把地址赋予多测力计系统中替换的测力计的过程的程序框图;图13是利用本专利技术的另一种组合式数字测力计的侧视图;图14是图13测力计的推力元件的局部剖开和放大比例的侧视图;图15是图14的测力计的、沿直线15-15视向的水平剖面图;图16是利用本专利技术的再一种组合式数字测力计的纵剖面图;图17是图16的测力计的、沿直线17-17视向的横断面图。首先参考图1至4，利用本专利技术的测力计包含不锈钢或类似材料制成的摇杆推力元件12。印刷电路板14安装在该推力元件上，而总的标为15的外壳围住该印刷电路板和推力元件的大部分。印刷电路板14装有与包含模/数转换器和微处理器的测力计有关的电子电路，下面将对该板进行更全面的描述。用穿过垫圈进入推力元件壳体的螺钉17，把印刷电路板14固定到推力元件12上。推力元件，电路板和外壳的组合，产生总的用标号20表示的数字测力计。外壳15通常是圆柱形的，并且，包含上部和下部碗状构件21和22，这两者最好分别用不锈钢制成。每个构件21，22在其敞开端分别具有法兰23，24，后者从所述构件的边缘径向向外延伸。将法兰23，24焊接在一起，以便把上部和下部构件连接起来。在构件21，22的闭合端设置中心开口25，26，推力元件12的外端部穿过这些开口延伸出去。在开口25、26的周边上，将每个构件21、22焊接在推力元件12的凸肩上(如27，28所示出的)。上部构件21备有一对径向开口30和31。插座33穿过开口30延伸出去，并且，被焊接在构件21的、限定开口30边界的壁部分。电线34从插座33伸进外壳15，到达电路板14上的连接器。通风管36穿过开口31延伸出去，并且，用铜焊焊在构件21的壁上而固定就位。通风管36使得能够将外壳15内部净化，然后，通过堵塞该通风管而将外壳15封闭，从而，与外部气氛隔离。下面参考图3和4，摇杆推力元件12具有圆柱形立柱的外形，并且，相对于横向中心线50纵向对称。由直径收缩段52构成的部分从中心线50向两个方向延伸，从而，与上体段54及下体段55汇合。上凸肩57(上部外壳构件21焊接在该凸肩上)从上体段54延伸到上颈部58，后者结尾于上负荷面60。相应地，下凸肩62(下部外壳构件22焊接在该凸肩上)从下体段55延伸到下颈部63，后者结尾于下负荷面65。每个负荷面60，65的曲率半径大于摇杆总高度的一半，以便使摇杆自动竖直，也就是说，以便当摇杆以一个负荷面支持时，当去掉使该摇杆偏离竖直位置的力时，该摇杆能够回到其竖直位置。在上体段54中设置一对螺纹孔68，用于容纳螺钉17，以便把电路板14固定到推力元件上。可以由适当的圆柱形杆或棒在车床上车削，以极低成本高效率的方法来加工推力元件12，此时，除了螺纹孔68之外，不需要钻孔，攻螺纹或者其他机加工。当摇杆处在额定的负荷下时，推力元件上的直径收缩段52在该段中形成所要求的应变幅度。一组应变电阻片和一个温度敏感电阻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造组合式数字测力计的方法，所述测力计包括推力元件、安装在所述推力元件上的换能装置、以及安装在所述推元件上的用于提供加在所述推力元件上的负荷的数字式表示的数字电路装置，其特征在于所述方法包括以下步骤：（１）为所述换能装置和所述数 字电路装置提供密封的外壳，（２）为所述数字电路装置与外部的通信提供穿过所述外壳的通路，（３）使所述推力元件经受各种负荷量和各种工作条件，并且，在所述各种条件下取得数字式负荷表示，（４）利用所述负荷表示确定所述测力计的数字式修正因 数，以及（５）存储所述修正因数以供所述测力计工作时使用。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：本尼N迪朗，尼尔C格里芬，马克E魏斯，
申请(专利权)人：梅特勒托利多有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]