(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。
參考文獻(xiàn):
[1]王成福.電子秤自動檢測裝置的設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)測量與控制,2007
[2]章蔚中,王穎.基于Labview的智能電子秤設(shè)計(jì)[J].南昌工程學(xué)院學(xué)報(bào),2007
[3]歷志飛.Labview的電子秤自動檢定裝置設(shè)計(jì)[J].中國計(jì)量學(xué)院學(xué)報(bào),2012
[4]趙廣平,孫建軍.電子稱重技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].儀表技術(shù)與傳感器,2007
[5] 劉子堅(jiān).電子臺秤自動檢測信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2008
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。