電子秤是國家強制檢定計量器具,本文提出了電子秤自動檢定裝置的設計思路,以供計量同行參考。
1.概述
隨著電子秤使用時間的增加,其內部元器件可能出現老化,環境因素如高濕度、灰塵、一些具有腐蝕性物質的玷污等的影響,其稱重計量準確性會降低,故需要定期進行檢定。目前對電子秤的檢定仍然以手工檢定為主,不僅檢定周期長,而且存在檢定效率低、工作強度大、檢定質量易受人為因素影響等缺點。根據JJG 1036-2008《電子天平檢定規程》和JJG 539-1997《數字指示秤檢定規程》,電子秤必須檢定重復性、偏載、示值誤差三大項,電子秤還需要檢定鑒別力。其中線性和重復性都要用到最大稱量的砝碼,其中重復性至少要用最大稱量砝碼加載6遍,這大大的提高了工作強度和工作量。對于量程比較大的電子秤人工的耗費是十分巨大的。因此研制電子秤自動檢定裝置具有非常重要的意義。
2.電子秤自動檢定裝置
根據國家計量檢定規程JJG 1036-2008《電子天平檢定規程》和JJG 539-1997《數字指示秤檢定規程》規程要求,必須對電子秤進行準確度測試、零點測試、稱量測試、除皮稱量測試、偏載測試、鑒別力測試、重復性測試等。因此,我們設計的電子秤自動檢定裝置由PC機、PLC控制系統、標準砝碼、攝像頭、VB控制軟件和電氣控制機構組成,實現電子秤的各種測試,如圖1所示。
2.1 標準砝碼
該裝置采用的標準砝碼組由14個M2級砝碼組成,包括2個0.1kg 準 砝 碼 和 12個2.5kg標準砝碼,可對30kg/10g和30kg/5g的電子秤進行檢定.該標準砝碼以非磁性不銹鋼作為制造材料,能有效地消除砝碼加卸載時產生的磁性干擾,其固定方式方便、連接簡單、裝卸靈活,使用過程中穩定、安全、可靠.所有砝碼均根據編號定位放置,以防產生人為誤差.砝碼分布采用均勻分布方式.根據秤盤的大小排布標準砝碼,實現不同位置的加卸載,完成電子秤的稱量測試、偏載測試等相關檢定項目,
2.2 PLC控制系統
該裝置PLC控制器采用西門子公司的s-700系列PLC控制器,其優點為使用標準導軌進行安裝,即插即用,插拔式輸出幾乎可以隨意擴展,接線簡單、可靠,而且模塊的體積小,節省空間,維護費用低.PLC控制系統主要向繼電器發送控制信號,使電氣控制機構中的氣缸運動,從而引起標準砝碼加載或卸載。
2.3 電氣執行機構
裝置的電氣控制機構由氣泵、調節閥、電磁閥、繼電器及氣缸組成。氣泵作為系統的動力源,為整個系統提供氣源,就系統而言,要求氣泵能夠運行平穩,長時間連續工作,壽命長,噪音小,全自動控制,不會產生大振動而影響檢定的結果。調節閥為調節砝碼加卸載的速度電磁閥為一進二出的二位三通式,當線圈鐵盒通電或斷電時,閥芯在閥體內的相對位置發生改變,從而控制了氣缸的運動。氣缸的活塞端與設置在氣缸外的掛鉤的一端用螺母連接,掛鉤的另一端懸掛標準砝碼。利用氣泵提供的氣源通過導氣管和調節閥向氣缸提供氣體,PLC輸出信號控制電磁換向閥的動 作,導致氣缸內部進行充放氣,其內部的壓力發生變化,從而氣缸的活塞上下運動帶動了砝碼,實現砝碼對電子秤的加卸載檢定工作。
2.4 VB系統
控制軟件采用具有功能強大的VB軟件作為開發平臺,建立友好的人機操作界面。通過OPC配置,實現PC與PLC的通訊.用戶只需 通 過人機界面上的相關按鈕便可輕松地進行檢定工作,并自動生成誤差曲線、數據報表、檢定結果通知書或檢定證書。
2.5 攝像頭
攝像頭是一種半導體成像器件,具有靈敏度高、抗強光、畸變小、體積小、壽命長、抗震動等優點。監控攝像機安全防范系統中,圖像的生成當前主要是來自CCD攝像機,也可將存儲的電荷取出使電壓發生變化,具有抗震動和撞擊之特性而被廣泛應用。自動采集數據可用攝像頭采集,該技術已經用于大尺寸測量、力學檢測和硬度自動校準設備。
2.6 PC機
PC機是指可以直接發出操控命令的計算機,一般是PC/host computer/master computer/upper computer,屏幕上顯示各種信號變化(液壓,水位,溫度等)。下位機是直接控制設備獲取設備狀況的計算機,一般是PLC/單片機之類的。上位機發出的命令首先給下位機,下位機再根據此命令解釋成相應時序信號直接控制相應設備。下位機不時讀取設備狀態數據(一般為模擬量),轉換成數字信號反饋給上位機。簡言之如此,實際情況千差萬別,但萬變不離其宗:上下位機都需要編程,都有專門的開發系統。
3.結語
本文對電子秤自動檢測裝置的工作原理以及設計流程進行了介紹,這是一種新型的檢測工具,與傳統的人工檢測方式相比,其不但工作效率提高了,而且檢測的準確性也大大提高了。檢測裝置與計算機、PLC連接后,可以實現自動化運行。自動檢測裝置具有操作簡單、運行穩定的優點,為了減少電子秤出現故障的概率,在出廠前,應對其外觀形象、內部結構與構造進行檢查與測試,自動檢測裝置花費的測量時間只有短短的幾分鐘,而且檢驗的效率較高,有利于保證電子秤的質量。