双孔悬臂梁传感器电子秤全周倾斜称重误差的补偿方法技术

本发明专利技术公开了一种双孔悬臂梁传感器电子秤全周倾斜称重误差的补偿方法。在双孔悬臂梁传感器电子秤内添加倾斜角度检测装置以获取实时倾斜角度；在两种倾斜方向下，称重相同重量下倾斜角度与其称重误差的特性曲线以及相同倾斜角度下不同重量与其称重误差的特性曲线；根据特性曲线拟合计算出倾斜称重误差计算模型的参数组的估计值；将参数组估计值代入模型得到两种倾斜方向下的倾斜称重误差计算模型；进行整合得到总模型，经总模型实时计算当前倾斜姿态的误差值，对电子秤示值补偿得到正确重量示值。本发明专利技术能够实现对双孔悬臂梁电子秤全周倾斜称重误差的修正和补偿，提高双孔悬臂梁电子秤的测量精度，方法效率高，准确性高。准确性高。准确性高。

【技术实现步骤摘要】
双孔悬臂梁传感器电子秤全周倾斜称重误差的补偿方法


[0001]本专利技术涉及了一种电子秤全周倾斜称重误差补偿方法，尤其是涉及了一种特殊的双孔悬臂梁传感器电子秤全周倾斜称重误差的补偿方法。

技术介绍

[0002]电子秤称重作为现代质量计量的常用方法，其具有延迟低、量程大、操作简单、使用方便、易于数字控制等特点，并在金融贸易、生产制造、工业加工、科学研究等各种领域中有着广泛的应用，因此电子秤的准确性就显得尤为重要。
[0003]现阶段市场上，双孔悬臂梁传感器电子秤是使用最多，用途最广的电子秤。双孔悬臂梁式电子秤在使用过程中安装位置的水平是保证其准确性的前提，但在实际应用当中，被安装平面常常是非水平的，例如车载的电子秤、运输带上的电子秤等等。这使得电子秤准确性降低，造成称重不准确甚至出现误差很大的现象。
[0004]对于双孔悬臂梁式电子秤倾斜而产生的误差补偿，现阶段国内外研究不充分，相关文献较少，并且一般都只对单一方向上的倾斜误差补偿，如金建交的论文《称重系统角度自动补偿方法研究》(2008年在《衡器》2月的P18
‑
21发表)和郭境的论文《关于电子秤倾斜试验误差的探讨》(2013年《衡器》12月P35
‑
38发表)。并且未有具体的补偿算法建模分析，实用价值低。

技术实现思路

[0005]为了避免和解决上述技术问题，本专利技术提出了一种双孔悬臂梁电子秤全周倾斜称重误差的补偿方法。
[0006]如图4所示，本专利技术的技术方案如下：
[0007]1)在双孔悬臂梁传感器电子秤的原有系统内添加倾斜角度检测装置用以获取双孔悬臂梁传感器电子秤实时的倾斜姿态参数，所述倾斜角度检测装置安装在双孔悬臂梁传感器电子秤内，所述倾斜角度检测装置输出自身所在平面与水平间的夹角作为倾斜角度数据并发送到数据处理器中；
[0008]2)分别在以下两种情况下获得特性曲线：
[0009]第一种：在双孔悬臂梁传感器电子秤的称重重量1％～100％量程范围内，在不同的两种正交倾斜方向下，两种正交倾斜方向分为绕垂直于双孔悬臂梁孔轴线倾斜和绕双孔悬臂梁孔轴线倾斜，分别如图3和图4所示，多次使得双孔悬臂梁传感器电子秤倾斜且同时通过倾斜角度检测装置测量倾斜角度，记为：
[0010][0011]其中：
[0012]—在倾斜方向为绕垂直于双孔悬臂梁孔轴线倾斜时对应的倾斜角度；
[0013]—在倾斜方向为绕双孔悬臂梁孔轴线倾斜时对应的倾斜角度；
[0014]—在倾斜方向为绕垂直于双孔悬臂梁孔轴线倾斜时的倾斜称重误差；
[0015]—在倾斜方向为绕双孔悬臂梁孔轴线倾斜时的倾斜称重误差；
[0016]n—称重重量占据最大量程的百分比；
[0017]进而绘制得到在每个固定的称重重量情况下，电子秤倾斜角度与称重误差之间的特性曲线；
[0018]第二种：在双孔悬臂梁传感器电子秤的倾斜角度
‑
15
°
～15
°
范围内，在不同的两种正交倾斜方向下，两种正交倾斜方向分为绕垂直于双孔悬臂梁孔轴线倾斜和绕双孔悬臂梁孔轴线倾斜，多次使得双孔悬臂梁传感器电子秤倾斜且同时通过倾斜角度检测装置测量倾斜角度，记为：
[0019]U
x
[m]、U
y
[m]、E
ux
[m]、E
uy
[m]、m＝
‑
15～15
[0020]其中：
[0021]U
x
[m]—在倾斜方向为绕垂直于双孔悬臂梁孔轴线倾斜时电子秤示值；
[0022]U
y
[m]—在倾斜方向为绕双孔悬臂梁孔轴线倾斜时电子秤示值；
[0023]E
ux
[m]—在倾斜方向为绕垂直于双孔悬臂梁孔轴线倾斜时的倾斜称重误差；
[0024]E
uy
[m]—在倾斜方向为绕双孔悬臂梁孔轴线倾斜时的倾斜称重误差；
[0025]m—倾斜角度检测装置测量获得的倾斜角度度数；
[0026]测量得到在每个固定的倾斜方向及其倾斜角度情况下，电子秤称重不同重量的示值与对应的称重误差的特性曲线；
[0027]所述的倾斜称重误差是由已知准确重量的物体和双孔悬臂梁传感器电子秤的重量示值之间的差值获得。
[0028]3)根据重物在倾斜平面上的受力关系建立以下倾斜称重误差计算模型，根据步骤2)得到的特性曲线的各数据，利用拟合曲线的方法计算出倾斜称重误差计算模型的参数组的估计值
[0029][0030][0031][0032]式中：E0为拟合的倾斜称重误差；K为电压值转化为称重重量的转化系数；U为称重传感器输出的电压值；为通过倾斜角度检测装置测量获得的倾斜角度；为秤台面因电子秤称重重量而增加的倾斜角度；为倾斜角度下称重重量的补偿量；a,b,c,d,k0,k1,k2为模型的第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七待定参数，组成了参数组；其中K、U和是已知量。
[0033]4)将步骤3)计算出的参数组的估计值代入倾斜称重误差计算模型中，得到实际的双孔悬臂梁传感器电子秤在步骤2)所述的两种倾斜方向下的倾斜称重误差计算模型：
[0034][0035][0036]其中上述两个公式分别为电子秤的双孔悬臂梁孔轴线倾斜方向下的倾斜称重误差计算模型和电子秤绕双孔悬臂梁孔轴线倾斜方向下的倾斜称重误差计算模型。
[0037]式中：E
x
和E
y
分别为绕双孔悬臂梁孔轴线倾斜方向和绕垂直于双孔悬臂梁孔轴线倾斜方向下的倾斜称重误差；和分别为绕双孔悬臂梁孔轴线倾斜方向和绕垂直于双孔悬臂梁孔轴线倾斜方向的电子秤的倾斜角度；a
x
,b
x
,c
x
和d
x
为步骤3)中得到的在电子秤的双孔悬臂梁孔轴线倾斜方向下称重误差计算模型的待定参数的估计值在绕双孔悬臂梁孔轴线倾斜方向的分量；a
y
,b
y
,c
y
,d
y
为步骤3)中得到的在电子秤绕双孔悬臂梁孔轴线倾斜方向下称重误差计算模型的待定参数的估计值在绕垂直于双孔悬臂梁孔轴线倾斜方向的分量；表示仅在绕双孔悬臂梁孔轴线倾斜方向的倾斜角度下称重重量的补偿量，表示仅在绕垂直于双孔悬臂梁孔轴线倾斜方向的倾斜角度下称重重量的补偿量，U表示称重传感器输出的电压值，表示秤台面因电子秤称重重量而增加的倾斜角度；
[0038]5)利用步骤4)得到的两种倾斜方向的倾斜称重误差计算模型进行整合，得到总倾斜称重误差计算模型，表示如下：
[0039][0040]式中：E为实际总倾斜称重误差的补偿量；
[0041]6)将总倾斜称重误差计算模型固化在电子秤的数据处理器中，结合电子秤内双孔悬臂梁称重传感器输出的电压值U和倾斜角度检测装置输出的分别在绕双孔悬臂梁孔轴线倾斜和绕垂直于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双孔悬臂梁传感器电子秤全周倾斜称重误差的补偿方法，其特征在于，方法包含以下步骤：1)在双孔悬臂梁传感器电子秤内添加倾斜角度检测装置(3)用以获取双孔悬臂梁传感器电子秤实时的倾斜姿态参数，所述倾斜角度检测装置(3)安装在双孔悬臂梁传感器电子秤内，所述倾斜角度检测装置(3)输出自身所在平面与水平间的夹角作为倾斜角度数据；2)分别在以下两种情况下获得特性曲线：第一种：在双孔悬臂梁传感器电子秤的称重重量1％～100％量程范围内，在不同的两种正交倾斜方向下，两种正交倾斜方向分为绕垂直于双孔悬臂梁孔轴线倾斜和绕双孔悬臂梁孔轴线倾斜，多次使得双孔悬臂梁传感器电子秤倾斜且同时通过倾斜角度检测装置(3)测量倾斜角度，记为：其中：—在倾斜方向为绕垂直于双孔悬臂梁孔轴线倾斜时对应的倾斜角度；—在倾斜方向为绕双孔悬臂梁孔轴线倾斜时对应的倾斜角度；—在倾斜方向为绕垂直于双孔悬臂梁孔轴线倾斜时的倾斜称重误差；—在倾斜方向为绕双孔悬臂梁孔轴线倾斜时的倾斜称重误差；n—称重重量占据最大量程的百分比；进而绘制得到电子秤倾斜角度与称重误差之间的特性曲线；第二种：在双孔悬臂梁传感器电子秤的倾斜角度
‑
15
°
～15
°
范围内，在不同的两种正交倾斜方向下，两种正交倾斜方向分为绕垂直于双孔悬臂梁孔轴线倾斜和绕双孔悬臂梁孔轴线倾斜，多次使得双孔悬臂梁传感器电子秤倾斜且同时通过倾斜角度检测装置(3)测量倾斜角度，记为：U
x
[m]、U
y
[m]、E
ux
[m]、E
uy
[m]、m＝
‑
15～15其中：U
x
[m]—在倾斜方向为绕垂直于双孔悬臂梁孔轴线倾斜时电子秤示值；U
y
[m]—在倾斜方向为绕双孔悬臂梁孔轴线倾斜时电子秤示值；E
ux
[m]—在倾斜方向为绕垂直于双孔悬臂梁孔轴线倾斜时的倾斜称重误差；E
uy
[m]—在倾斜方向为绕双孔悬臂梁孔轴线倾斜时的倾斜称重误差；m—倾斜角度检测装置(3)测量获得的倾斜角度度数；测量得到电子秤称重不同重量的示值与对应的称重误差的特性曲线；3)根据重物在倾斜平面上的受力关系建立以下倾斜称重误差计算模型，根据步骤2)得到的特性曲线的各数据，利用拟合曲线的方法计算出倾斜称重误差计算模型的参数组的估计值计值计值
式中：E0为倾斜称...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建乐，李青，李哲昀，陈向阳，童仁园，贾生尧，
申请(专利权)人：杭州职业技术学院，
类型：发明
国别省市：