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1概述
物料包裝計(jì)量設(shè)備隨著微電子技術(shù)和傳感器技術(shù)的進(jìn)步得到了迅速的發(fā)展。手工磅秤計(jì)量、定容式轉(zhuǎn)盤計(jì)量或機(jī)械式計(jì)量設(shè)備，由于準(zhǔn)確度低、維修頻繁、通訊困難、不能適應(yīng)鈕代工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要。應(yīng)用微電子技術(shù)控制的電子式定量自動(dòng)秤進(jìn)行包裝秤的技術(shù)改造已給化工、食品、飼料、制糖等諸多行業(yè)帶來了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。以年產(chǎn)30萬噸合成氨、48萬噸尿素裝置為例，電子包裝秤的準(zhǔn)確度如果提高一個(gè)百分點(diǎn)則可減少包裝損失480噸，按1994年廠估計(jì)1150元/噸計(jì)算，年增效益55.2萬元。機(jī)械包裝秤連續(xù)工作的準(zhǔn)確度一般為千分之五左右。按GB—2440—91規(guī)定,尿素單包重量合格率為40kg±200g標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)，一般企業(yè)都按正偏差包裝出廠。而電子秤連續(xù)工作的準(zhǔn)確度一般可達(dá)千分之二或千分之一。因此用電子式定量包裝秤進(jìn)行包裝的技術(shù)改造，每年可以為企業(yè)增加直接經(jīng)濟(jì)效益二百多萬元。由于電子秤的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，和機(jī)械秤相比，故障率低，可以節(jié)約大量維修所需的人力、物力。能實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)管理。
近年來，我國(guó)先后引進(jìn)了大量的包裝秤用于化肥、食品、鹽業(yè)、糧食加玉和港口集散等行業(yè)之中。其中以瑞士某公司、美國(guó)某公司、德國(guó)某公司、英國(guó)某公司以及日本某公司等的產(chǎn)品具有代表性。
我國(guó)的電子包裝秤雖然起步較晚，但發(fā)展很快」許許多多的合資合作企業(yè)，引進(jìn)的生產(chǎn)線，帶來了國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)、設(shè)備、工藝和產(chǎn)品，其中以長(zhǎng)沙某計(jì)算機(jī)通用公司、長(zhǎng)沙衡器廠、航天部十二所、航天部十一所、常州某自動(dòng)化設(shè)備有限公司、常州某微電子工程公司、北京某集團(tuán)等生產(chǎn)的電子自動(dòng)包裝秤具有代表性。國(guó)內(nèi)產(chǎn)品基本接近或達(dá)到國(guó)外產(chǎn)品性能,但價(jià)格、備品備件和服務(wù)都優(yōu)于國(guó)外。
2原理結(jié)構(gòu)
電子自動(dòng)包裝秤主要由衡器主體、控制系統(tǒng)組成。
2.1衡器主體
衡器主體由貯料斗、上緩沖斗、稱量斗、下緩沖斗、夾袋器組成。

2.1.1貯料斗
由皮袋傳送來的包裝物料進(jìn)行貯存的容器，斗內(nèi)配有料位計(jì)，低料位聲光報(bào)警，當(dāng)無料時(shí)，停止電子自動(dòng)包裝秤運(yùn)行，待有料后繼續(xù)工作。
2.1.2上緩沖斗
采用復(fù)合式進(jìn)料門，由氣缸推動(dòng)，實(shí)現(xiàn)粗進(jìn)料、細(xì)進(jìn)料和微進(jìn)料。有的秤沒有設(shè)置微進(jìn)料過程，微進(jìn)料過程消除重力沖擊對(duì)稱量的影響，提高了包裝成品的準(zhǔn)確度。上緩沖斗放料過程見下列時(shí)序圖2。

2.1.3稱量斗
國(guó)內(nèi)外制造商多數(shù)制造成園桶全封閉管道形、方桶、園桶開啟式。而長(zhǎng)沙某公司則采用了上園下方的復(fù)合形式。方形放料斗采用兩扇對(duì)開門形式，由兩共氣缸推動(dòng)，動(dòng)作靈活，放料迅速，封閉性好。園桶全封閉管道形結(jié)構(gòu),兩只氣缸在秤體外面，不與帶腐蝕性物料直接接觸，提高了秤的性能。
瑞士某公司、長(zhǎng)沙某公司、北京某公司的“管道秤”，技術(shù)上有它的特點(diǎn),不僅精度高、外形美觀,而且是全封閉的稱重系統(tǒng),沒有任何粉塵，氣動(dòng)部件與物料完全隔離，適合腐蝕和粉塵的務(wù)合下使用。
日本某公司、美國(guó)某公司、航天部十一所、航天部十二所、常州某微型計(jì)算機(jī)研究所、常州某自動(dòng)化設(shè)備有限公司、長(zhǎng)沙衡器廠等廠家產(chǎn)品是內(nèi)園外方箱式封閉結(jié)構(gòu)。主料斗為園形桶，封閉在箱式結(jié)構(gòu)內(nèi)，用兩只或三只傳感器吊卦。上進(jìn)料門釆用兩只氣缸分步推動(dòng)，實(shí)現(xiàn)粗細(xì)進(jìn)料。放料門的氣缸和料斗與物料粉塵接觸，適用于無腐蝕介質(zhì)場(chǎng)合使用。
德國(guó)某公司、英國(guó)某公司的產(chǎn)品，主料斗為方桶結(jié)構(gòu)，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品基本沒有采用此種結(jié)構(gòu)。
2.1.4下緩沖斗
兩臺(tái)電子秤與單工位包裝操作之間的緩沖工作區(qū)。
2.1.S夾袋器
包裝袋的夾緊放松機(jī)構(gòu)，由觸動(dòng)開關(guān)和氣缸操作完成夾袋、放料、松袋任務(wù)。
2.2控制系統(tǒng)
2.2.1壓力傳感器
應(yīng)用于電子自動(dòng)包裝秤的壓力應(yīng)變片，主要是用硅半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)制作而成。硅半導(dǎo)體的某一軸向施以一定應(yīng)力時(shí),其電阻率就會(huì)發(fā)生變化。晶體承受力后產(chǎn)生的電阻率變化直接反映應(yīng)變力的大小，半導(dǎo)體應(yīng)變片由三大部分組成，即半導(dǎo)體應(yīng)變片、彈性體和外殼。壓力傳感器中，均由四片應(yīng)變片組成全橋電路，將四個(gè)應(yīng)變力粘貼彈性體上，使其工作時(shí)，二片受拉，同時(shí)兩片受壓，組成一個(gè)全橋回路，并在橋的輸入端加上一個(gè)橋壓，工作時(shí)受力使彈性體發(fā)生形變，并使橋路對(duì)臂受拉,兩片電阻增加.而另一對(duì)臂受壓，應(yīng)變片電阻減少，電橋失去平衡，在電橋輸出端得到一個(gè)與外力成正比的電信號(hào)，其原理圖3。

2.2.2稱重系統(tǒng)工作原理
電子包裝秤主要由全橋?qū)ΨQ電阻應(yīng)變式稱重傳感器、前置放大器、A/D轉(zhuǎn)換電路、微處理器、鍵盤及補(bǔ)償開關(guān)網(wǎng)絡(luò)、顯示驅(qū)動(dòng)電路等部分組成,其硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖4。

全橋?qū)ΨQ電阻應(yīng)變式稱重傳感器，具有溫度補(bǔ)償作用、線性好、精度高、過載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。它安裝在料斗的支撐點(diǎn)上。當(dāng)料斗加料時(shí)，傳感器受力產(chǎn)生變形，引起應(yīng)變片橋路輸出一個(gè)正比于重量值的毫伏電壓信號(hào)，經(jīng)前置放大器放大后，單片機(jī)控制進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，單片機(jī)將其計(jì)數(shù)值進(jìn)行處理后,送顯示器顯示。
2.2.3系統(tǒng)功能
微機(jī)稱重系統(tǒng)是以分片或單片機(jī)構(gòu)構(gòu)成的分部式主、從系統(tǒng)。主系統(tǒng)為主控制單位完成整系統(tǒng)位的時(shí)序控制，分時(shí)集合各從系統(tǒng)傳遞的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，協(xié)調(diào)夾袋口與雙秤的動(dòng)作。
從系統(tǒng)的任務(wù)是完成傳感器的數(shù)據(jù)錄取、處理，并精確無誤地操縱操制氣缸的動(dòng)作，動(dòng)態(tài)顯示，并打印稱量結(jié)果。
控制系統(tǒng)具有自動(dòng)零位跟蹤、超差自動(dòng)報(bào)警、數(shù)據(jù)顯示、打印班、月報(bào)表、數(shù)字統(tǒng)計(jì)及傳送、自動(dòng)/手動(dòng)方式選擇等功能。

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