基于灵敏度变化机理的双传感器称重系统在位标定方法

称重系统传感器安装完成后,会由于传感器安装面的形位误差使得传感器受力面不一定水平,对于所承受的重力或出现偏载,灵敏度系数安装前后不再相同,一般需在位标定后方可使用。对于双传感器系统,由于各传感器安装情况不同,灵敏度系数不仅安装前后不同,而且彼此也不相同;另一方面,由于标定时加载重心位置有一定随机性,不能保证两传感器的平均受力,因而加载重量未知。偏载和加载位置随机性相互作用,使得双传感器系统灵敏度系数标定变得困难。目前常用方法是在处理电路上附加电位器等元件,通过改变原信号放大倍数使各路灵敏度相同,然后再加载标准重量完成标定。该方法需改变原电路,可能带来未知的影响,而且对于集成型的处理电路难以实现。针对上述问题,首先建立了传感器受力模型,通过受力分析明确偏载和重心位置变化对灵敏度系数的影响机理,推导了灵敏度标定算法,将双传感器系统灵敏度系数分解为耦合系数和转换系数两部分,标定时用同一标准重物在不同位置加载两次,即可完成在位标定,解决了双传感器系统灵敏度系数的标定问题,保证偏载情况下系统的测量精度。经实验验证,该方法不改变原测量电路和机械结构,标定后系统误差小于0.03%。     

基于实时称重的化工原料自动灌装单元设计

针对某化工原料生产企业采用人工灌装效率低、装量精度不高的问题,对灌装单元进行基于实时称重的自动化改造。设计了主从式控制方案,上位机完成参数设置、灌装流程监控并记录生产数据;底层称重单元完成两路称重信号的采集和处理,根据称重值实现灌装量的精确控制。通过对称重传感器信号放大-滤波-放大处理后进行AD转换,并辅以底层数字滤波和灵敏度在位标定,灌装量偏差(0～10) g,相对误差优于0. 5‰,称重单元成本远低于国外同类产品但技术指标相当。     

直线运动平台运动学传动联接创新设计

针对机械联接的自由度与约束问题,研究了运动学传动设计的旋量方法,给出了点接触约束与自由度旋量的数学描述及相互关系,并从几何角度阐述了旋量系的对偶性。以丝杠与直线平台的过约束联接为例,将力偶约束转化为等价的点接触约束,进而应用旋量系理论提出了一种新型运动学传动联接。该联接具有结构简单、便于装配的优点,同时具有更加紧凑的结构环,在机械工程领域具有广泛应用。