本发明专利技术提供了一种双极性称重传感装置，包括称重传感器、双极性传感信号处理单元。其中，双极性传感信号处理单元包括互补差分运放单元和模数转换处理单元；称重传感器与料塔各个支脚固定，支撑整个料塔。双极性传感信号处理单元接收称重传感器输出的模拟量信号，经互补差分运放单元后输出两路极性相反的模拟电压差信号，然后分别进行模数转换，计算得到其所受的压力或拉力。模数转换处理单元将所有称重传感器上的压力减去其拉力，自动消除内部应力，得到料塔的精准重量。本发明专利技术具有稳定可靠、安装简单、维护简便、称重精准的优势；可解决因地基沉降或外部风力使得部分称重传感器受到拉力而导致的称重出现严重偏差的问题。拉力而导致的称重出现严重偏差的问题。拉力而导致的称重出现严重偏差的问题。
【技术实现步骤摘要】
双极性称重传感装置
[0001]本专利技术涉及料塔称重
，尤其涉及双极性称重传感装置。
技术介绍
[0002]在农业自动化过程中，禽畜饲料及时、精准的供应是养殖业的一个核心关键，但目前饲料料塔的称重存在着一定的缺陷。
[0003]为了知道料塔内的饲料存量，传统方法是饲养人员攀爬至料塔顶部，通过查看料塔内的料位来估计饲料的重量。这种方法耗时危险，且饲料重量估计的准确度很低。为了解决此问题，目前存在各种自动饲料料塔称重系统。最为广泛的方法是在料塔的各个支脚上安装称重传感器，然后对各个传感器输出的模拟信号进行模数转换，计算每个支脚上的承重，最后对所有支脚上的承重进行求和，以计算整个料塔的重量。
[0004]目前，称重传感器一般采用电阻应变片压力传感器。当外部压力发生变化时引起称重传感器发生弹性形变，其内部的电阻应变片也相应发生形变，导致其阻值发生改变。然后由惠斯通平衡电桥检测其电阻的变化，并在平衡电桥臂上输出电压差值。通过电压差可精确计算称重传感器内部应变片阻值的变化情况。内部应变片阻值的变化与称重传感器所受的压力呈线性比例关系，压力越大则其阻值变化越大，相应的电压差也越大。因此，可根据惠斯通平衡电桥输出的电压差计算称重传感器上所受的压力。称重传感器在使用前，需对其进行校准，通过测量不同压力对应的输出电压，可得到输出电压与其所受压力的线性比例关系。后续根据此线性关系和实际电压差，可计算称重传感器上所受的实际压力。例如，0Kg压力对应的电压差是0V，100Kg压力对应的电压差是1V；则当输出的电压差是0.28V时，对应的压力是28Kg（即(0.28/1)*(100
‑
0)=28Kg）。
[0005]在养殖场中，料塔重量可达30吨，需多个支脚支撑（如6个支脚或8支脚）。无法采用单一称重传感器进行称重，因此需多个称重传感器进行组合称重。如果直接对各个称重传感器的模拟量电压差直接进行模数转换，然后将得到的称重结果进行简单相加，则可能导致称重出现严重的偏差。其原因是：当称重传感器在受到压力时，其内部应变片发生形变，正端电压大于负端电压，模数转换电路能计算其电压差，然后根据电压差计算相应的压力；但是当称重传感器受到的是拉力而不是压力时，其内部应变片发生相反的形变，正端电压值小于负端电压值。此时，由于模数转换电路的正端电压低于负端电压，无法进行模数转换，只是简单地输出0值（因为模数转芯片要求正端电压高于负端电压）。因此，无法得到称重传感器正负两端的电压差，从而无法计算称重传感器上实际所受的拉力大小。
[0006]然而，称重传感器上所受的拉力通过料塔间接加载在其它支脚的称重传感器上，增加了其它称重传感器的压力。此拉力不是料塔的重量，在计算料塔重量时需要减去该拉力，否则会导致料塔称重结果偏离实际重量，导致料塔称重精度急剧下降。为了解决此问题，传统方法是提高料塔的安装精度。要求称重传感器安装面之间的水平差小于5mm，尽量使每个称重传感器均匀承受压力，避免受到拉力。但是这种方法不仅安装成本高，且随着使用时间的增加，各个称重传感器安装面的水平差可能会增大，各传感器的受力逐渐不均匀，
甚至部分称重传感器可能会受到拉力，从而导致称重精度的下降。在料塔安装地基沉降、料塔支脚较多或存在外部风力时，这种问题尤为突出。
[0007]因此，专利技术一种稳定可靠、安装便捷，维护方便，能自动处理称重传感器受到向上拉力的情况，确保料塔精准称重的装置变得十分重要。
技术实现思路
[0008]本专利技术提供了一种双极性料塔称重传感装置，以解决
技术介绍
中所提及的料塔称重问题。为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案如下。
[0009]双极性称重传感装置，其特征在于，所述装置包括称重传感器、双极性传感信号处理单元，其中双极性传感信号处理单元包括互补差分运放单元和模数转换处理单元。称重传感器分别与料塔的各个支脚固定，支撑整个料塔。各个称重传感器分别通过连接线路与双极性传感信号处理单元连接，双极性传感信号处理单元通过计算处理得到料塔的精准重量。
[0010]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述双极性传感信号处理单元接收称重传感器输出的模拟量信号，通过互补差分运放单元输出极性相反的两路模拟量信号，然后由模数转换处理单元对这两路信号进行处理，准确得到称重传感器上的受到的压力或拉力。
[0011]作为本专利技术的一种优选实施方式，当称重传感器由于安装原因、安装地基沉降或外部风力原因导致称重传感器之间受力不平衡，部分传感器输出负的模拟量电压信号时，双极性传感信号处理单元能准确计算各个称重传感器上所受的压力或拉力。
[0012]作为本专利技术的一种优选实施方式，当称重传感器受到压力时，称重传感器输出的正模拟量电压差经过所述互补差分运放单元正相放大后与模数转换处理单元连接，进行模数转换得到正极性电压差。然后根据此正极性电压差得到称重传感器所受的压力大小。
[0013]作为本专利技术的一种优选实施方式，当所述称重传感器由于安装原因、安装地基沉降或外部风力原因导致受到拉力时，称重传感器输出的负模拟量电压差经过所述互补差分运放单元反相放大后与模数转换处理单元连接，进行模数转换得到负极性电压差。然后根据此负极性电压差得到称重传感器所受的拉力大小。
[0014]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述双极性称重传感装置只需单极性电源供电即可完成正、负极性电压差的模数转换。当互补差分运放单元正相电压差的模数转换值大于零，反相电压差的模数转换值等于零，表示称重传感器受到了压力，其正相电压差值与压力成正比。当互补差分运放单元正相电压差的模数转换值等于零，反相电压差的模数转换值大于零，表示称重传感器受到了拉力，其反相电压差值与拉力成正比。双极性传感信号处理单元将所有称重传感器上的压力减去其所受的拉力，得到料塔的精准重量。
[0015]与现有料塔称重技术相比，本专利技术的有益效果如下。本专利技术的双极性称重传感装置，通过双极性传感信号处理单元自动处理因安装原因、安装地基沉降或外部风力导致的部分称重传感器因受向上拉力而输出负电压的问题，实现料塔的精确称重。本装置具有稳定可靠、安装简单、维护简便、料塔称重精准的优势。本专利技术的双极性料塔称重系统只需单极性电源供电。
附图说明
[0016]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，本专利技术的特征、目的、优点和益处将变得更为明显。附图仅用于示出优选实施方式的目的，并不认为是对本专利技术的限制。在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
[0017]图1为本专利技术实施例提供的双极性称重传感装置的整体结构图和安装示意图。
[0018]图2为本专利技术实施例提供的双极性传感信号处理单元的电路图。
[0019]图3为本专利技术实施例提供的称重传感器在受到正常压力时，双极性传感信号处理单元的电路图。
[0020]图4为本专利技术实施例提供的称重传感器在受到向上拉力时，双极性传感信号处理单元的电路图。
[0021]图5为本专利技术实施例提供的双极性料塔称重传感器框架图。称重传感器均为电阻本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.双极性称重传感装置，其特征在于，所述装置包括称重传感器（201）、称重传感器（202）、称重传感器（203）、称重传感器（204）、双极性传感信号处理单元（220），所述双极性传感信号处理单元（220）包括互补差分运放单元（221）和模数转换处理单元（222），所述称重传感器（201）、称重传感器（202）、称重传感器（203）、称重传感器（204）分别与料塔（100）的各个支脚固定，支撑整个料塔；所述称重传感器（201）、称重传感器（202）、称重传感器（203）、称重传感器（204）分别通过连接线路与所述双极性传感信号处理单元（220）连接。2.根据权利要求1所述的双极性称重传感装置，其特征在于，所述双极性传感信号处理单元（220）接收所述称重传感器（201）、称重传感器（202）、称重传感器（203）、称重传感器（204）输出的模拟量信号，通过互补差分运放单元（221）输出两路极性相反的模拟电压差信号，然后与模数转换处理单元（222）连接。3.根据权利要求1所述的双极性称重传感装置，其特征在于，当所述称重传感器（201）、称重传感器（202）、称重传感器（203）、称重传感器（204）受到压力，称重传感器输出的正模拟量电压差经过所述互补差分运放单元...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭诗力，
申请(专利权)人：广州约你飞物联网科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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。