专利名称：一种称重系统及其称重方法
技术领域：
本发明涉及一种称重系统及其称重方法。
背景技术：
在以往的称重系统应用中，常常出现因称重传感器安装不平而导致称重传感器测量 值偏离重物的真实值，从而出现称重系统测量误差较大或不准的现象，这是因为，在称 重时，重物的重力都是竖直向下的，称重传感器要测量的正是这个竖直向下的力，安装 时候要求称重传感器水平安装，如果称重传感器安装面不处于水平面上，这时称重传感 器测量的力比重物实际的重量要小，经分析，这个测量力的其实是重物实际的重量乘称 重传感器安装面偏离水平面夹角的余弦值。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术提供一种当称重传感器安 装面不平时还能准确测量待测重物重量的称重系统。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种当称重传感器安装面不平时还能准 确测量待测重物重量的称重系统的称重方法。
本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为该称重系统，包括
一称重传感器，
一用来显示称重重量的显示单元， 其特征在于还包括有
一倾角传感器，用来测量称重传感器的安装面偏离水平面的夹角； 一称重处理单元，所述称重传感器的输出端与该称重处理单元的第一输入端相连， 所述倾角传感器的输出端与该称重处理单元的第二输入端相连，该称重处理单元的输出 端与显示单元相连；该称重处理单元通过采集称重传感器^J出的信号和倾角传感器输出 的信号计算待称重物的实际重量，并将待称重物的实际重量通过显示单元显示。
进一步改进，所述称重处理单元包括有一低通滤波处理模块、一A/D转换模块和一 单片机处理模块，所述单片机处理模块的第一输入端作为所述称重处理单元的第一输入 端与所述称重传感器相连，所述低通滤波处理模块的输入端作为所述称重处理单元的第 二输入端与所述倾角传感器相连，所述低通滤波处理模块的输出端与所述A/D转换模块 的输入端相连，所述A/D转换模块的输出端与所述单片机处理模块的第二输入端相连，所述单片机处理模块的输出端为所述称重处理单元的输出端。
本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为所述称重系统包括一称重传 感器， 一用来显示称重重量的显示单元，其特征在于还包括有用来测量称重传感器 的安装面偏离水平面的夹角的倾角传感器和称重处理单元，所述称重传感器的输出端与 该称重处理单元的第一输入端相连，所述倾角传感器的输出端与该称重处理单元的第二 输入端相连，该称重处理单元的输出端与显示单元相连；该称重系统的称重方法包括以 下步骤
(1) 、所述称重处理单元釆集称重传感器测量到的待测重物的测量重力，并且所述称 重处理单元采集倾角传感器测量的称重传感器的安装面偏离水平面的夹角；
(2) 、所述称重处理单元将采集的待测重物的测量重力除以称重传感器的安装面偏离 水平面的夹角的余弦值得到待测重物的实际重力；
(3)、所述称重处理单元将待测重物的实际重力除以重力加速度，得到待测重物的实
具体的，所述倾角传感器为双轴加速度传感器，所述倾角传感器测量的数据为称重 传感器的安装面偏离水平面上三维坐标系中X轴和Y轴的倾角值，所述步骤(2)中称重
传感器的安装面偏离水平面的夹角7的余弦值通过以下方式计算-
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上式中，cosy为称重传感器的安装面偏离水平面的夹角的余弦值，而"、/ 表示倾 斜后称重传感器的安装面偏离水平面上三维坐标系中X轴和Y轴的倾角值。
与现有技术相比，本发明的优点在于当称重传感器安装面不平时，通过采集称重 传感器的安装面偏离水平面的夹角，对称重传感器测量的重力进行补充，可以得到待测 重物实际的重量，本发明的称重系统精度高，工作稳定，可以应用于称重传感器自身安 装环境不平的场合和安装环境可变的场合，如垃圾车称重系统，有效解决称重传感器安 装不平而引起的误差。
图1为本发明实施例中称重系统的电路连接框图； 图2为图1的具体电路具体实施例方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图l所示的称重系统，包括称重传感器l，倾角传感器2，显示单元3，称重处理单元4，其中，倾角传感器2用来测量称重传感器的安装面偏离水平面的夹角，显示 单元3用来显示待测重物的重量。称重处理单元4包括有低通滤波处理模块41、 A/D转 换模块42和单片机处理模块43，其中单片机处理模块43的第一输入端作为称重处理单 元4的第一输入端与称重传感器1相连，低通滤波处理模块41的输入端作为称重处理 单元4的第二输入端与倾角传感器2相连，低通滤波处理模块41的输出端与A/D转换 模块42的输入端相连，A/D转换模块42的输出端与单片机处理模块43的第二输入端 相连，单片机处理模块43的输出端为称重处理单元的输出端与显示单元3相连。这里， 称重处理单元4通过采集称重传感器输出的信号和倾角传感器输出的信号计算待称重物 的实际重量，并将待称重物的实际重量通过显示单元显示。
本实施例中，称重传感器1采用常规的称重传感器，倾角传感器2采用VTI Technologies公司的型号为SCA610T的双轴加速度传感器，显示单元3可以采用外接 的仪表盘或者外接的PC机等，称重处理单元4中低通滤波处理模块41、 A/D转换模块 42均采用常规电路，而单片机处理模块43则采用型号为AT89C8051的单片机微处理器 U。
其中，单片机微处理器U的第12引脚与称重传感器1相连，单片机微处理器U的 第l、 2、 7、 8、 9、 10、 27、 28引脚与显示单元3相连，单片机微处理器U的23、 24、 25、 26引脚与A/D转换模块42的输出端相连。
本发明在上述称重系统的基础上还提供了一种称重方法，该称重方法包括以下步
骤
(1) 、称重处理单元采集称重传感器测量到的待测重物的测量重力，并且称重处理单 元采集倾角传感器测量的称重传感器的安装面偏离水平面的夹角；
(2) 、称重处理单元将采集的待测重物的测量重力除以称重传感器的安装面偏离水平
面的夹角的余弦值得到待测重物的实际重力；
(3) 、称重处理单元将待测重物的实际重力除以重力加速度，得到待测重物的实际重
当倾角传感器为双轴加速度传感器时，倾角传感器测量的数据为称重传感器的安装 面偏离水平面上三维坐标系中X轴和Y轴的倾角值，这时步骤②中称重传感器的安装
面偏离水平面的夹角;k的余弦值通过以下方式计算<formula>formula see original document page 6</formula>
上式中，cosy为称重传感器的安装面偏离水平面的夹角的余弦值，而"、/ 表示倾 斜后称重传感器的安装面偏离水平面上三维坐标系中X轴和Y轴的倾角值。
权利要求
1、一种称重系统，包括一称重传感器，一用来显示称重重量的显示单元，其特征在于还包括有一倾角传感器，用来测量称重传感器的安装面偏离水平面的夹角；一称重处理单元，所述称重传感器的输出端与该称重处理单元的第一输入端相连，所述倾角传感器的输出端与该称重处理单元的第二输入端相连，该称重处理单元的输出端与显示单元相连；该称重处理单元通过采集称重传感器输出的信号和倾角传感器输出的信号计算待称重物的实际重量，并将待称重物的实际重量通过显示单元显示。
2、 根据权利要求1所述的称重系统，其特征在于所述称重处理单元包括有一低 通滤波处理模块、一 A/D转换模块和一单片机处理模块，所述单片机处理模块的第一输 入端作为所述称重处理单元的第一输入端与所述称重传感器相连，所述低通滤波处理模 块的输入端作为所述称重处理单元的第二输入端与所述倾角传感器相连，所述低通滤波 处理模块的输出端与所述A/D转换模块的输入端相连，所述A/D转换模块的输出端与 所述单片机处理模块的第二输入端相连，所述单片机处理模块的输出端为所述称重处理 单元的输出端。
3、 一种称重系统的称重方法，所述称重系统包括一称重传感器， 一用来显示称重 重量的显示单元，其特征在于还包括有用来测量称重传感器的安装面偏离水平面的 夹角的倾角传感器和称重处理单元，所述称重传感器的输出端与该称重处理单元的第一 输入端相连，所述倾角传感器的输出端与该称重处理单元的第二输入端相连，该称重处 理单元的输出端与显示单元相连；该称重系统的称重方法包括以下步骤(1) 、所述称重处理单元釆集称重传感器测量到的待测重物的测量重力，并且所述称 重处理单元采集倾角传感器测量的称重传感器的安装面偏离水平面的夹角；(2) 、所述称重处理单元将釆集的待测重物的测量重力除以称重传感器的安装面偏离 水平面的夹角的余弦值得到待测重物的实际重力；(3) 、所述称重处理单元将待测重物的实际重力除以重力加速度，得到待测重物的实 际重量。
4、 根据权利要求3所述的称重系统的称重方法，其特征在于所述倾角传感器为 双轴加速度传感器，所述倾角传感器测量的数据为称重传感器的安装面偏离水平面上三 维坐标系中X轴和Y轴的倾角值，所述步骤(2)中称重传感器的安装面偏离水平面的夹角/的余弦值通过以下方式计算cos;k :cos a cos"^/l-sin2 "sin2 / 上式中，cosy为称重传感器的安装面偏离水平面的夹角的余弦值，而"、/ 表示倾 斜后称重传感器的安装面偏离水平面上三维坐标系中X轴和Y轴的倾角值。
全文摘要
本发明涉及一种称重系统及其称重方法，其中称重系统，包括称重传感器，显示单元，其特征在于还包括有用来测量称重传感器的安装面偏离水平面的夹角的倾角传感器及通过采集称重传感器输出的信号和倾角传感器输出的信号计算待称重物的实际重量，并将待称重物的实际重量通过显示单元显示的称重处理单元。与现有技术相比，本发明的优点在于当称重传感器安装面不平时，通过采集称重传感器的安装面偏离水平面的夹角，对称重传感器测量的重力进行补充，可以得到待测重物实际的重量，本发明的称重系统精度高，工作稳定，可以应用于称重传感器自身安装环境不平的场合和安装环境可变的场合，如垃圾车称重系统，有效解决称重传感器安装不平而引起的误差。
文档编号G01C9/00GK101672689SQ200810121000
公开日2010年3月17日 申请日期2008年9月12日 优先权日2008年9月12日
发明者姚玉明, 峰 郁, 郑卜伟 申请人:宁波柯力电气制造有限公司