一种宽量程气囊称重计的制作方法

本发明涉及称量器具，特别涉及一种宽量程气囊称重计。

背景技术：

气囊称重测量采用目前常用并且比较成熟的双孔梁式方法来实现。气囊双孔梁式的结构如图1所示，4片电阻应变片粘贴在气囊双孔梁的应变区，在称重时气囊双孔梁在由被称物体产生的压力p和系统底盘对双孔梁的支持力n的作用下，产生平行四边形形变，由这4片应变片接成的惠斯通(wheatstone)电桥在供桥电压的激励下随重量不同而输出不同的电压信号，通过放大电路将电桥送来的微弱信号进行放大后送给a/d转换电路之后，单片机对adc的结果处理后显示或打印出来，从而完成称重测量。

虽然载荷在气囊的位置和称重结果关系不大，但气囊的重量和面积，都要根据称重传感器的性能和使用要求严格去选择，并且需要对称重传感器进行四角偏载误差锉修调整以保证系统的准确度。

而且这种气囊双孔梁式称重计与传统称重计等计量设备相类似，因其工作原理所限，通常需要放置在水平稳定的平面上，才能进行准确计量。

为了使气囊式称重计能在更多的场合得到应用，人们有开发了气囊式称重计。气囊式称重计主要由一个可以充气的气囊和用于检测气囊内的气体压力的感应装置构成。如中国专利200420097370.3公开了人体称重计，具有一个密闭的气囊，该气囊连通一个压力表，气囊还与一个充气球囊相连通，该气球囊设有放气阀和单向进气阀。人体坐到气囊上时，气囊受到人体的挤压，压力通过空气传到压力表，最后压力表指针指示出人体的重量。

但是这种人体称重计对于气囊的结构强度要求较高，导致其量程较窄，只能用来称量人体或者与人体质量相当的物体。

如果气囊表面比较软，能够便于称量重量较小的物体。但是当物体重量较大且与气囊表面的接触面过小时，一方面物体对气囊表面造成非常大的压强或导致气囊破裂，另一方面由于气囊部分表面的形变过大会导致气囊上下表面相接触使称量失败。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种宽量程气囊称重计。

根据本发明的一个方面，提供了一种宽量程气囊称重计，包括一个密闭的气囊和用于测量气囊内部气体的压力的压力传感器，气囊的称量面上还设有一个分配板，分配板为刚性的板状物体，且分配板与气囊结合为一体，物体放在气囊的称量面上时，分配板能够将物体的重量分散至整个分配板的面积。

采用以上技术方案的宽量程气囊称重计，较之现有技术而言，突出的优点在于：

(1)同样载荷情况下气囊内部气体的压力是个常量且与载荷在气囊称量面上的具体位置无关；

(2)量程宽，可由克级至千克级；

(3)利用气囊结构形状的可变性，使用者可在非水平面上使用，从而保证在各种情况下准确计量；

(4)分配板能够将载荷分散至整个分配板的面积，能够保证承载重物时气囊内部各处压力均匀变化。

在一些实施方式中，分配板设于气囊外侧，且与气囊的外表面结合为一体。由于使用了强度较大的刚性分配板，可以作为气囊的称重载体，使得气囊称量面的硬度可以大大降低，从而可以削弱气囊称量面的弹性对气囊内部气体压力变化造成的误差。

在一些实施方式中，分配板还设有贯穿的称量孔，称量孔处气囊表面裸露。称量孔处可以用于称量比较轻的物体，由于裸露的气囊表面比较柔软且弹性较小，较轻的物体也可以使其发生形变从而改变气囊内部气体的压力值。

在一些实施方式中，气囊表面设有突起部，突起部与称量孔相对应。

在一些实施方式中，突起部凸出于分配板表面。

在一些实施方式中，称量孔的面积小于气囊称量面总面积的30％。

在一些实施方式中，压力传感器与一个微处理器信号连接，微处理器记录压力传感器相邻的两次稳定状态的信号值并将其按照预设的函数关系转换成重量值。物体重量的计算公式为：

w＝r│(a1-a2)┃

其中，w为物体的重量；

a1为在称量过程中压力传感器第一次稳定状态的信号值；

a2为在称量过程中压力传感器第二次稳定状态的信号值；

r为重量-压力系数，一般为一个常量。

在称量过程中，相邻的两次稳定状态一般为称量前-称量中或者称量中-称量后这两种状态，通过对这两种状态取绝对值，可以获得一个相同的数值。

在一些实施方式中，气囊还设有一个带有阀门的气管。可以通过该气管对气囊进行充气。

在一些实施方式中，压力传感器与气管相连接。由于气管与气囊相连通，所以压力传感器在气管中也可以测得气囊内部的气体压力。压力传感器便于更换，而且不会破坏气囊的结构。

在一些实施方式中，气管与一个泵气装置可拆卸地连接。泵气装置可以通过气管对气囊进行充气。

附图说明

图1为本发明一种实施方式的宽量程气囊称重计的结构示意图。

图2为图1所示宽量程气囊称重计的装配图。

图3为图1所示分配板的结构示意图。

图4为图1所示宽量程气囊称重计的称重原理图。

图5为本发明另一种实施方式的宽量程气囊称重计的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

图1至图4示意性地显示了根据本发明的一种实施方式的一种宽量程气囊称重计。如图所示，该装置包括一个密闭的气囊1和用于测量气囊1内部气体的压力的压力传感器3。

其中，气囊1的称量面上还设有一个分配板2。

分配板2为刚性的板状物体，且分配板2与气囊1结合为一体。

物体放在气囊1的称量面上时，分配板2能够将物体的重量分散至整个分配板2的面积。

在本实施例中，分配板2设于气囊1外侧，且与气囊1的外表面结合为一体。由于使用了强度较大的刚性分配板2，可以作为气囊1的称重载体，使得气囊1称量面的硬度可以大大降低，从而可以削弱气囊1称量面的弹性对气囊1内部气体压力变化造成的误差。

分配板2还设有贯穿的称量孔21，称量孔21处气囊1表面裸露。称量孔21处可以用于称量比较轻的物体，由于裸露的气囊1表面比较柔软且弹性较小，较轻的物体也可以使其发生形变从而改变气囊1内部气体的压力值。

气囊1表面设有突起部11，突起部11与称量孔21相对应。

突起部11凸出于分配板2表面。

称量孔21的面积一般小于气囊1称量面总面积的30％。

压力传感器3与一个设有微处理器41和显示屏42的主机4相连接。

微处理器41记录压力传感器3相邻的两次稳定状态的信号值并将其按照预设的函数关系转换成重量值，并通过显示屏42显示出来。

物体重量的计算公式为：

w＝r│(a1-a2)┃

其中，w为物体的重量；

a1为在称量过程中压力传感器第一次稳定状态的信号值；

a2为在称量过程中压力传感器第二次稳定状态的信号值；

r为重量-压力系数，一般为一个常量。

在称量过程中，相邻的两次稳定状态一般为称量前-称量中或者称量中-称量后这两种状态，通过对这两种状态取绝对值，可以获得一个相同的数值。

在实施例中，气囊1还设有一个带有阀门5的气管12。可以通过该气管12对气囊1进行充气。

在本实施例中，压力传感器3与气管12相连接。由于气管12与气囊1相连通，所以压力传感器3在气管12中也可以测得气囊1内部的气体压力。压力传感器3便于更换，而且不会破坏气囊1的结构。

在其他的实施例中，气管12与泵气装置可拆卸地连接。泵气装置可以通过气管12对气囊1进行充气。

采用以上技术方案的宽量程气囊称重计，较之现有技术而言，本发明的优点在于：

(1)同样载荷情况下气囊内部气体的压力是个常量且与载荷在气囊称量面上的具体位置无关；

(2)量程宽，可由克级至千克级；

(3)利用气囊结构形状的可变性，使用者可在非水平面上使用，从而保证在各种情况下准确计量；

(4)分配板能够将载荷分散至整个分配板的面积，能够保证承载重物时气囊内部各处压力均匀变化，

实施例2

图5示意性地显示了根据本发明的另一种实施方式的一种宽量程气囊称重计。如图所示，与实施例1的不同之处在于，该装置为一个台秤的结构，气囊1固定于底座6的上方。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。