电子皮带秤

有少数二次仪表本身带音响报警。
调整功能
•
零点调整、量程调整、多个称重传
感器平衡调整、称重传感器及测速传感器 数值调整等等功能。
•
列入调整功能的还有模拟称重传感
器输出的功能，模拟测速传感器输出的功
能及定时启动然后断开累积计数器的定时 功能。
自动控制功能
•
对配料用电子皮带秤，有的二次仪表有
PID调节功能、给料机控制功能及手动自动切换功 能，以组成配料自动调节系统。
•
为烟草行业生产专用皮带秤的昆船电
子公司就采用西门子的S7-200加小型人机
接口HMI（如富士UG320H-CS4）代替原有
二次仪表，不仅提高了仪表的档次，增强
了可靠性，而且像现场总线、与上位机联
网、今后产品升级之类问题都一次性的解
决了，其价格也是用户可以接受的。
第六章 设计选用
• 秤架结构选型 • 称重传感器量程计算 • 秤量端的确定 • 订货要求 • 量程修改 • 给料机选型 • 检定方式和设施的确定
过程灯光显示；自动量程调整过程灯光显示；皮带秤运行 时间显示；零点调整次数显示；量程调整次数显示。
• 目前，各种显示功能由模拟指针显示向数字显示方向发展，
由单功能显示器向1至3个多功能显示器方向发展，由文本 显示器向图形显示器方向发展；显示功能可用切换开关、 按键或触摸屏来选择。
运算功能
•
运算功能除了上面提到的物料瞬时
参数输入功能
•
包括输入量程、托辊间距、皮带倾
角、皮带周长、零点标定皮带运行圈数、
模拟标定值、实物标定值、累计值的分辨
率、公制英制单位（如t/h、lb/s）选择等等。
显示功能
•
物料瞬时流量显示；物料累积流量显示；单位
长度皮带上瞬时重量显示；皮带瞬时速度显示；皮带负荷
率（单位长度皮带上瞬时重量与皮带秤额定瞬时重量的比 值）显示；皮带周长显示；称重传感器原始输入mV信号 显示；仪表动态零点显示；仪表满值系数显示；自动调零
秤架结构选型
• 整机秤 • 精确度：一般：1～2% • 较好：0.5% • 费用高 • 结构小巧，配置方便；皮带输送机短，有利于改
善皮带输送机状况及保证安装质量，提高称重精 确度
• 配料秤；专为提高称重精确度而增加的计量秤
称重传感器量程计算
• 单杠杆秤
• 点3列力平衡方程式；
•
因为
LqHb=Pa
组成
•
电子皮带秤主要由秤架、称重传感器、测速 传感器和二次仪表组成。
• 秤架是力传递装置，它把作用在称重托辊 上的力传递给称重传感器。
• 称重传感器是力转换装置，它把作用力转 换成电信号输出。
组成
•
测速传感器是用来检测皮带运行速度的 。
•
二次仪表接收称重传感器来的重量信号和从
测速传感器来的速度信号，放大后按积分法或累
• 1额定负荷
额定负荷是指设计时给出的传感器在 规定技术指标范围内能够测量的最大轴向 负荷。
• 2安全过负荷
安全过负荷是指传感器允许施加的 最大轴向过负荷，当负荷卸除后，传感器 的技术指标保持不变。
称重传感器的特性参数
• 3分辨率
分辨率是指能够检测出的施加负荷的 最小变化量。
• 4灵敏度
灵敏度是指输出增量与所加负荷增量 之比。灵敏度又称传感器系数，通常以每 输入1伏电压时输出的毫伏数表示（毫伏/ 伏）。
悬臂式秤架
悬浮式秤架
•
悬浮式秤架与静态称重的平台秤类似，
它有一个由称重传感器支承的称重平台，称
重托辊即支承在这个平台上。
悬浮式秤架
直接承重式秤架
•
称重托辊组直接与称重传感器相连，
秤架部分是“三无”，即无杠杆、无支点、
无平衡重，再说夸张一点，是无秤架。
直接承重式秤架
直接承重式秤架
直接承重式秤架
特点
（ 2）自动。皮带秤另一个特点是称重过程 实际进行时不需要人的干预。皮带秤可以在每 班、每天、每周等任意时间周期结束时，自动 累积出这一段时间内物料通过的总重量。
称重原理
只要测量某段皮带长度上物料的瞬时重量及 同一时刻的皮带行程或皮带速度，就可以得到皮带 输送机所输送物料的流量。
为了测量某段皮带长度上物料的瞬时重量， 我们可以通过测量某一个托辊或某几个托辊上所承
的部件，弹性元件的结构形式有圆筒式、环式、
梁式、剪应力梁式、S形梁式等。
•
电阻应变片是将应变量转换成电信号的一
种机械量——电量转换元件，当把电阻应变片粘贴
在需要测量变形的弹性元件表面上时，电阻应变
片的电阻丝即随弹性元件的变形而改变其电阻值，
这称为“应变效应”。
电阻应变片
测量电桥
称重传感器的特性参数
性的作用。
单杠杆式秤架
•
它在一根杠杆上支承了一组或几组托
辊，杠杆的右端安装称重传感器，而左端
装有杠杆支点。
单杠杆式秤架
单杠杆式秤架 1—过渡托辊；2—平衡重；3—支点；4—称重托辊；
5—称重传感器；6—杠杆；7—响应特性曲线
双杠杆式秤架
•
采用互相对称的两组杠杆以支承多组
称重托辊。
双杠杆式秤架
• • • 所以:
P=LqHb/a qH=QH/3.6V
•
P= L bQH/3.6Va
• b=a时， p= L QH/3.6V
称量段的确定
• 什么叫称量段？
我们可以这样来定义：物料通过皮带秤时对 称量产生等效影响的那一段距离，比如单托辊皮 带秤是指称重托辊两侧相距最近的输送机运行托 辊轴线间距离的一半，而多托辊皮带秤是指秤架 两端称重托辊轴线间距离加上两端称重托辊和相 距最近的输送机运行托辊轴线间距离的一半。
所配用二次仪表的调零范围： （2/20）×3 × 10=3毫伏
称重传感器的输出信号计算
• 输入信号范围：
（ 15/20）×3×10=22.5 毫伏
第四章 测速传感器
•
电子皮带秤上所用测速传感器主要
有磁阻脉冲式、光电脉冲式.
磁阻脉冲式测速传感器
光电脉冲式测速传感器
第五章 二次仪表
二次仪表的功能
设置错误及运行错误。另外还可通过某些
二次仪表中的参数显示值，例如称重传感
器输出的mV值、电源电压反馈值等判断称
重传感器供电是否正常、称重传感器是否
损坏。
二次仪表面板的简化
• 面板尺寸减少 • 显示部分的尺寸增大 • 操作键减少 • 功能增加
申克秤
西门子秤
湖南计算机厂秤
湖南计算机厂秤
PLC+HMI构成的二次仪表
受物料的重量 。
称重公式
• 通常可以采用积分法或累加法来计算瞬时流量值
和累积重量值。
（1）积分法。 w（t）= qv
w（t）——物料的瞬时流量，千克／秒 v——皮带速度值（米／秒） q——单位皮带长度上的荷重值（千克／米）
称重公式
• （2）累加法。皮带输送机运行时，每当皮带 移动一段行程S就测量称重托辊上行重值一次。 当某段时间内皮带移动的行程为ns时，可以把n 次所测称重托辊上荷重值相加，以得出这段时间 内累积流量w 。
•
有带死区控制的PID调节（即在偏差值小
ຫໍສະໝຸດ Baidu
于预先指定的死区值时，PID调节输出值不变），
有采用模糊控制功能的，有采用大小两档流量切
换以扩大流量控制量程比的调节功能。
输出功能
•
通常二次仪表可提供一组独立的模拟输出
（0~20mA或4~20mA，通常选择4~20mA）；
mA信号代表的参数值规定是瞬时流量或者是在瞬
称重传感器的特性参数
对灵敏度为2毫伏/伏的称重传感器来 说，在额定负荷的作用下，如激励电压为 10伏，则输出信号为10（伏）×2（毫米/ 伏）=20（毫伏）；如激励电压为5伏，则 输出信号为5（伏）×2（毫伏/伏）=10 （毫伏）；在50%额定负荷作用下，激励 电压为10伏及5伏时，输出信号分别为10毫 伏及5毫伏。
秤架结构选型
• 单杠杆秤 • 精确度：一般：2～3% • 较好：1% • 费用：低 • 结构简单，安装方便；对皮带输送机及安
装质量要求高；受皮带张力、皮带跑偏的 影响大
• 配料秤；精确度要求不高的计量秤
秤架结构选型
• 多托辊悬浮秤、双杠杆秤 • 精确度；一般：0.5～1 • 较好：0.25% • 费用高 • 称量段长，称重精确度高，受皮带张力、皮带跑
称重传感器的特性参数
• 5 综合误差
综合误差是指校准曲线与工作直线的 最大偏差。通常用额定输出的百分比表示。
• 6 激励
激励是指加在传感器输入端的电压或 电流。通常指电压，这时又称输入电压。
称重传感器的输出信号计算
•
在电子皮带秤使用过程中，需要计算
称重传感器的输出信号值，以便确定与之 相配用二次仪表的输入量范围和调零范围。
•
一台最简单的电子皮带秤，它的二
次仪表应该具有这样两个功能——显示目
前这一瞬间的物料瞬时流量和某一段时间
内的累积流量。
•
近年来二次仪表的功能越来越丰富。
对这些功能分类，大致有以下8种：
二次仪表的功能
• 参数输入功能 • 显示功能 • 运算功能 • 报警功能 • 调整功能 • 自动控制功能 • 输出功能 • 诊断功能
时流量、皮带速度、瞬时荷重中可选择其中的一
个。
•
通常二次仪表可提供远程累计脉冲输出信
号，其分辨率也可分别设定。它还可以提供一个
继电器触点报警输出，可选择瞬时流量、皮带速 度、瞬时荷重等参数值的上限或下限及系统错误 中的一个作为报警参数。
诊断功能
•
通常二次仪表在编程模式及运行模式
里均有错误诊断标志，可以判断各种参数
电子皮带秤的原理和应用
昆明有色冶金设计研究院 方原柏
目录
• 1 概述 • 2 秤架 • 3 称重传感器 • 4 测速传感器 • 5 二次仪表 • 6 设计选用 • 7 安装 • 8 检定
第一章 概述
• 定义 • 特点 • 称重原理 • 称重公式 • 组成 • 分类
定义
•
皮带秤是皮带输送机输送固体物料过
偏的影响小；秤架庞大，结构较复杂
• 精确度要求高的计量秤；物料块度大或给料不均
匀的场合称重
秤架结构选型
• 悬臂秤 • 精确度：一般：0.5～2 • 较好：0.25% • 费用高 • 结构小巧、配置方便；不受皮带张力、皮带跑偏、
皮带厚薄的影响；称重精确度高；下料点位置变 动影响精确度
• 配料秤；专为提高称重精确度而增加的计量秤
重量信号与皮带瞬时速度信号的乘法运算、
累计运算外，还有秤架特性非线性补偿运
算、皮带倾角自动补偿运算、水份补偿运
算等等功能。
报警功能
•
物料瞬时流量超限报警；单位皮带上
瞬时重量超限报警；皮带负荷率超限报警；
皮带瞬时速度超限报警；二次仪表故障报 警；累积流量达到预置值时报警。
•
通常采用灯光报警或输出接点报警，
程中对物料进行连续称重的一种计量设备，
它可以显示出皮带输送机上通过物料的瞬
时流量和累积流量。
特点
• （1）连续。皮带秤可以在运输物料的过
程中同时完成称重作用，也就是说，只要 皮带输送机正在输送物料，称重过程同时 也在进行。
皮带秤是“边送边称”，而静态秤是 “停下来称”。这种在动态下连续进行称 重过程的方式是皮带秤最主要的特点。
第三章 称重传感器
•
按工作原理分，称重传感器有电阻
应变式、压磁式、差动变压器式、电容式、
压电式、振弦式等。电子皮带秤中应用的
称重传感器主要是电阻应变式，其次是压
磁式，其它型式的称重传感器应用很少。
电阻应变式称重传感器
•
电阻应变式称重传感器由弹性元件、电阻
应变片组成。
•
弹性元件是将重量（或力）转换为应变量
加法运算得出瞬时流量值和累积流量值
分类
• 可以按称重传感器的工作原理分类 • 可以按二次仪表显示方式分类 • 可以按秤的用途分类． • 可以按秤架的结构型式分类。
分类
• 按称重传感器的工作原理可以分成 电阻应变式电子皮带秤、 压磁式电子皮带秤 振弦式电子皮带秤 差动变压器式电子皮带秤。
分类
• 按二次仪表得到瞬时流量和累积流量的运算方式可 以分成 模拟式电子皮带秤 数字式电子皮带秤 带微机的电子皮带秤等。
•
称重传感器的输出信号大小取决于传
感器的额定负荷、最大工作负荷、预压力、 灵敏度、激励电压、数量及连接方式。
称重传感器的输出信号计算
• 如某电子皮带秤使用的称重传感器额定负
荷为20千克，预压力为2千克，最大工作负 荷为15千克，灵敏度为3毫伏/伏，激励电 压为10伏，求所配用二次仪表的调零范围 和输入信号范围。
双杠杆式秤架
不带平衡重的双杠杆式秤架 1—中间支架；2—皮带；3—称重托辊； 4—过渡托辊；5—连接板；6—皮带机纵梁； 7—边支架；8—交叉簧片支点；9—杠杆； 10—仪表电缆；11—吊架；12—称重传感器
悬臂式秤架
• 如果由整条皮带输送机组成皮带秤的荷
重承受装置，并且整条皮带输送机只是由 支点和称重传感器支承的话，这种秤架称 为悬臂式秤架 。
分类
按秤的用途可以分成 计量用电子皮带秤 配料用电子皮带秤。
分类
• 按秤架的结构型式可以分成 单杠杆式电子皮带秤 双杠杆式电子皮带秤 悬臂式电子皮带秤 悬浮式电子皮带秤等
第二章 秤架
•
秤架是皮带输送机的一部分，它是皮
带秤的荷重承受装置，也是物料称量过程
中第一个转换环节，这个环节的精确度和
稳定性对电子皮带秤的性能优劣起着决定