专利名称:电容式电子吊秤及温度补偿的制作方法
本发明涉及一种用于起重机称重的电子吊秤。
在物质的储运过程中，物质称重是个重要环节，目前普遍采用的是机械钢材秤和地中衡称量，也有采用电阻应变式电子吊秤。机械钢材秤和地中衡称量，作业效率低，精度不高，而电子应变式电子吊秤由于引起称重误差的环节太多，不容易达到很高的精度。
所有电子吊秤由传感器和信号处理两部分构成，传感器要把力(即重量)信号转变成电信号，再由信号处理部分处理，最终显示出货物重量来。本发明是一种力传感器为电容式的电子吊秤。它的传感器(图1、图2)中装有一个扁圆形弹性元件〔4〕，在扁圆形弹性元件中间装配有两块电容极板〔22〕、〔23〕，极板〔22〕与弹性元件〔4〕绝缘(图3)。扁圆形弹性元件〔4〕可由铍青铜，也可用高强度合金钢制成。电容极板〔22〕、〔23〕可由钢，也可用镀银有机玻璃制成。扁圆形弹性元件〔4〕上下各有螺纹与上、下吊耳〔3〕、〔10〕相连，然后通过装有象滚针轴承〔2〕这样轴承的铰链和十字接头与吊环〔1〕、吊钩〔16〕联结，以消除弯矩的影响。吊环〔1〕是一个圆环，可以挂吊在任意吊车的吊钩上。当吊钩〔16〕挂有货物时，货物重力作用于扁圆形弹性元件〔4〕上，使之产生变形，也即使电容极板〔22〕、〔23〕之间间隙发生变化而改变其电容容量。外壳〔5〕承剪片〔11〕组成一个密封的空间将弹性元件〔4〕和形成传感电容的两极板〔22〕、〔23〕密封，同时承受侧向力。在这个密封空间内，传感电容C和电感L及其它电子元件组成LC振荡器，其频率约2～2.5兆赫芝。由于传感电容C随货物重量而发生变化，因而振荡频率也随货物重量变化，变化的振荡频率经过缓冲放大级由高频电插座〔9〕传输到信号处理部分(可装在司机室内，也可装在地面)，同标准频率进行比较，算出重量再显示出来。电子吊秤中电感、电容以及弹性元件〔4〕的弹性模量都是温度的函数，为了消除温度变化的影响，需要进行温度补偿。与传感电容并联的瓷介电容对电子线路的分布电容及电感器L的温度系数进行补偿，其瓷介电容的大小及温度系数取决于实际的分布电容和实际电感器L的温度系数，需实际调试中决定。对弹性元件〔4〕的弹性模量的温度变化的补偿是改变传感电容极板〔22〕〔23〕组成传感电容器的有效面积。其原理如下C = CO+εOε Fδ= CO+εOε FδO+ K ·PE]]>＝C0+ε0εF(1+α)/〔δ0(1+α)+KP/E(1+α)〕式中C为电子吊秤传感器总电容值，ε0真空介电常数，ε空气介电系数，C0分布电容值，F电容极板有效面积，δ极板间隙δ＝δ0+ (K P)/(EO) δ0初始间隙，K是与弹性元结构有关常数，E弹性元件的弹性模量。P为物资重量。从式中可以看出，有效电容极板面积和初始间隙变化α可以补偿弹性模量变化α，使总电容值不变。对弹性模量的温度变化我们采用两种办法。(1)如图3所示左右两边各有一个双金属簧片〔24〕与电容极板〔23〕相连，双金属簧片〔24〕随温度发生小的变形，使极板〔23〕产生与温度成线性关系变化的横向位移，因而改变两极板〔22〕〔23〕的重合面积，补偿了弹性元件〔4〕的弹性模量的温度变化。(2)使电容极板〔22〕、〔23〕面积不等，其中面积较小的一块用线胀系数大的材料制成，用材料的热膨胀来改变两极板〔22〕、〔23〕的有效重合面积，达到补偿的目的。如较小面积极板用镀银有机玻璃制成，另一块用钢制成，改变镀银层厚度可改变补偿量的大小。补偿后的电子吊秤精度很高，达0.1%。
电容式电子吊秤精度高，使用方便，省力省工，不受场地的限制，携带也很方便，能直读出货物的重量，还可连接打印机将重量打印出来，这种电容式电子吊秤在物资称重上可发挥巨大的效能。
权利要求
1.一种用于起重机由测重传感器和信号处理部分构成的电子吊秤，其特点在于它的测重传感器为电容式传感器。
2.一种如权利要求
1所说的吊秤，其特点在于它的电容式传感器中形成传感电容的上、下两电容极板〔22〕、〔23〕装配在一扁圆形弹性元件〔4〕上，其中极板〔22〕与弹性元件〔4〕绝缘，货物重量作用于扁圆形弹性元件〔4〕上，使之产生变形，即改变了装配在扁圆形弹性元件〔4〕上两电容极板〔22〕、〔23〕间隔而改变传感电容的容量。
3.一种如权利要求
2所说的吊秤，其特点在于其扁圆形弹性元件〔4〕两端分别装有装有滚针轴承〔2〕的铰链和十字接头与吊环〔1〕吊钩〔16〕联结。
4.一种如权利要求
1所说的电子吊秤，其特点在于用外壳〔5〕、承剪膜片〔11〕组成封闭空间将扁圆形弹性元件〔4〕和电容极板〔22〕、〔23〕密封，且承受侧向力。
5.一种如权利要求
1、2所述的电子吊秤，其特点在于扁圆形弹性元件〔4〕的材料可为铍青铜，也可为高强度合金钢。
6.一种如权利要求
1、2所述的电子吊秤，其特点在于电容极板〔22〕、〔23〕材料可为钢，也可为镀银的有机玻璃板。
7.一种如权利要求
1、2所述的电子吊秤，其特点在于其电容式传感器的温度补偿是用瓷介电容对电子线路分布电容及电感器的温度系数进行补偿，用改变电容极板〔22〕、〔23〕组成传感电容器的有效面积对扁圆形弹性元件〔4〕弹性模量的温度变化进行补偿。
8.一种如权利要求
7所述的电子吊秤，其特点在于对分布电容及电感器的温度系数补偿的瓷介电容与两电容极板〔22〕、〔23〕形成的传感电容并联。
9.一种如权利要求
7所述的吊秤，其特点在于它采用双金属片〔24〕与电容极板〔23〕相连。
10.一种如权利要求
7所述的电子吊秤，其特点在于其传感器中电容极板〔22〕、〔23〕面积不相等，面积小的极用线胀系数大的材料制成。
专利摘要
本发明是一种安装在起重机上的电容式电子吊秤。其原理是货物重量通过弹性元件使传感电容容量发生变化，然后经过信号处理，显示出货物的实际重量来，为防止各种元器件的温度变化，影响测量精度，加了适当的温度补偿。此种电容式电子吊秤精度高，达0.1％，省力省工，使用方便，不受场地、时间限制，是一种理想的货物称重仪器。
文档编号B66C1/22GK85106575SQ85106575
公开日1986年3月10日 申请日期1985年8月30日
发明者徐平均 申请人:国家物资局郑州储运公司二里岗仓库导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan