电子皮带秤在散装物料场的应用设计

目录

第1章概论 (3)

1.1 皮带秤的国内外发展状况及趋势 (3)

1.1.1 皮带秤的国内外发展状况 (3)

1.1.2 皮带秤的发展趋势 (3)

1.2 课题的来源及意义 (4)

1.2.1 课题的来源及意义 (4)

1.2.2 本文主要研究内容 (5)

第2章电子皮带秤的总体方案设计 (6)

2.1 电子皮带秤的应用设计条件 (6)

2.2 电子皮带秤的方案选择 (7)

2.2.1 皮带秤的发展阶段 (7)

2.2.2 皮带秤的分类方法 (8)

2.2.3 皮带秤的方案选择 (10)

第3章皮带秤的测量原理及装置设计 (18)

3.1 皮带秤的测量原理 (18)

3.2 皮带秤的装置设计 (19)

3.2.1 皮带秤的秤架设计 (19)

3.2.2 称重传感器的称重原理及选型 (20)

3.2.3 速度传感器的分类及选型 (24)

第4章皮带秤的电路设计 (32)

4.1皮带秤的数学原理 (32)

4.1.1 皮带秤的基本原理 (32)

4.1.2 速度传感器的频率确定 (33)

4.1.3 称重传感器的频率确定 (34)

4.1.4 液晶显示器显示示数的确定 (34)

4.2 皮带秤的硬件设计 (36)

4.2.1 硬件结构及工作原理 (36)

4.2.2 V/F型模数转换 (37)

4.2.3 键盘输入及数据显示电路 (40)

第5章皮带秤的软件设计 (42)

5.1 非线性拟合程序 (44)

5.2 数字滤波程序 (45)

总结 (47)

参考文献 (48)

附录: (50)

英文原文 (59)

中文译文 (69)

致谢 (75)

第1章概论

1.1 皮带秤的国内外发展状况及趋势

1.1.1 皮带秤的国内外发展状况

电子皮带秤是皮带输送机输送固体散状物料过程中对物料进行连续自动称重的一种计量设备，它可以在不中断物料流的情况下测量出皮带输送机上通过物料的瞬时流量和累积流量.

1908年，美国一个年轻人赫尔伯特²梅里克(Herbert²Merrick)发明了一种皮带输送机使用的称重设备，据称那是世界上第一台根据皮带速度和重量用机械方法进行计算的动态称重设备，这一发明完全改变了原有测量固体物料流量的方法.这种根据重力测量固体物料流量的设备后来被称为梅里克型机械式皮带秤.赫尔伯特²梅里克用这项发明成立了梅里克(Merrick)公司，开始生产皮带秤.我们在德国申克(SCHENCK)公司的历史回顾资料中，曾看到"1902年，皮带秤"这一段产品编年史，表明该公司1902年就有皮带秤产品，但未看到更详细的叙述.

国外从上世纪五十年代开始使用电子皮带秤，国内则从1965年开始研制生产电子皮带秤.时至今日，虽然核子皮带秤，固体质量流量计，冲量式流量计，失重式秤，转子秤等多种固体物料连续计量设备也有一定规模的应用，但他们仍无法与电子皮带秤抗衡，也无法撼动电子皮带秤作为固体物料连续自动称重主流计量设备的地位.

1.1.2 皮带秤的发展趋势

随着传感器技术、电子仪表技术的发展，可以输出电信号的速度传感器及称重传感器迅速取代了机械式皮带秤的相应机构，而对速度、重量信号进行放大处理及实现各种运算都可以放在电子仪表中完成，称量精确度提高了，秤架结构简化了，因此电子皮带秤迅速全面地取代了机械式皮带秤。但机械式皮带秤在其长达六十年左右的发展过程中也为皮带秤的使用积累了丰富的应用经验，没有机械式皮带秤的昨天，就没有电子皮带秤的今天。

回顾已经走过的一百年历史，我们看到皮带秤的应用已经越来越广泛，并且在各类涉及动态称重系统的衡器中占据主导地位。展望未来，皮带秤的发展应该集中体现在以下几个方面：

高精确度、高可靠性的新型速度传感器及称重传感器的应用；

类似倾角传感器、位置传感器等新检测内容的传感器将加入到皮带秤的应用中；

二次仪表的智能化、总线化、无线传输化；

皮带秤的检定方式的开发和实际应用；

皮带秤称重理论的深入研究。

1.2 课题的来源及意义

1.2.1 课题的来源及意义

电子皮带秤是在皮带传送装置中安装的自动称重装置，它不但能称出某一瞬间传送带所输送的物料的重量，而且可以称出某段时间内输送物料的总和，广泛应用于矿山、矿井、码头及料场等。电子皮带秤集合了力学、电机学、电子技术、传感技术等各领域的先进技术。电子皮带

秤作为一种用于动态检测物料重量的称量设备，广泛用于冶金、矿山、化工、建材等领域，有着广大市场。随着科技的进步，对皮带秤的要求也越来越高。影响其精度的主要因素有)个方面：机械结构、传感器（一次仪表）和显示仪器（二次仪表）。由于材料结构强度和刚度的限制，使得在力的传送过程中出现误差，而传感器输出特性存在的非线性，加之信号放大、模数转换等环节的一系列非线性，使整个系统的非线性误差变得不可忽视。因此在高精度的称重场合，就需要皮带秤能在线自动校，正非线性。传统的电子皮带秤是由称重传感器、测速传感器、乘法器、积分器、积算器等部分组成，本文对传统的电子皮带秤的电路部分加以改进，省去了乘法器、积分器、积算器等部分，使设计更为简单、实用，是一种新型的电子皮带秤电子电路。

电子皮带秤一般安装在输煤栈桥的皮带输煤机上．其运行环境较差。振动、粉尘、噪声、电机启动电场和磁场干扰、环境湿度、原煤含水量变化、人为清洁冲洗等各种因素都对电子皮带秤的称重精度有很大影响。通过电子皮带秤生产厂家和用户的共同努力，近年来电子皮带秤的精度和使用情况有了一定的改善，但仍然存在运行维护量较大，精度校核工作繁重、程序多等问题，远未能达到如静态电子衡器所能达到的使用精度和使用效果。

1.2.2 本文主要研究内容

（1）了解国内外发展状况及趋势

（2）由已知条件确定方案选择；

（3）分析测量原理及装置设计；掌握各种电子皮带秤优点和缺点；（4）进行电路设计。