称重传感器在冲天炉微机加配料系统中的应用

熊应猛

（广西玉柴机器股份公司铸造厂，广西 玉林 537005）

随着技术的进步，由称重传感器制作的电子衡器已广泛地应用到各行各业，实现了对物料的快速、准确的称量，特别是随着微处理机的出现，工业生产过程自动化程度的不断提高，称重传感器已成为过程控制中的一种必需的装置.目前，称重传感器几乎运用到了所有的称重领域，可见称重传感器是称重和检测系统的核心元器件。

1 称重传感器的原理结构

称重传感器是根据力-电转换，由非电量转换为电量的工作原理而工作的，按照工作原理可分为电阻应变式、电容式、电感式、压磁式、压电式、振弦式等多种类型。其中，最常用的是电阻式称重传感器，电阻应变式称重传感器有柱形、S形等，它们主要由电阻应变片、弹性体和检测电路三部分组成。表1为称重传感器技术标准。

2 称重传感器在冲天炉加配料系统的应用

如今，玉柴铸造厂各工段如制芯的射芯机进砂量，造型的混砂机加砂，加陶土量，熔化的冲天炉铁料，焦石料配料等都应用了称重传感器，因我厂使用最多的是由济南金钟称重传感器有限公司生产的电阻应变式S形称重传感器，现以缸盖熔化冲天炉加配料系统中的配焦为例介绍称重传感器在其中的应用。

表1 称重传感器技术标准

2.1 微机配料系统工作原理

微机配料系统工作原理结构方框简图，见图1。

2.2 加料流程

图1 原理图

图2 配焦结构图

由图1、图2可知该配料系统电路主要由：称重传感器，放大电路，AD转换电路，单片机电路，I/O电路，继电器电路，键盘与显示电路，通讯接口电路，稳压电源电路，PLC控制电路等电路组成。当焦炭进入到焦炭斗时，压力施给传感器，该传感器发生形变，传感器发生形变其实是弹性体产生弹性变形，从而使粘贴在他表面的电阻应变片（转换元件）（如图3）也随同产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变化（增大或减小）同时使用激励电压发生变化，输出一个变化的模拟信号U0（如图4），该信号经放大电路放大输出到A/D（模数转换器），转换成便于处理的数字信号输出到CPU运算控制，CPU根据操作面板键盘设定的值以及程序将这种结果输出到显示器，在显示的同时，计算机还根据设定值与测量值进行定值判断。测量值与设定值进行比较，取差值提供CPU运算，当重量不足，则继续送料和显示测量值，一旦重量相等或大于设定值，CPU控制接口输出控制信号给继电器板，继电器输出信号给PLC控制器，PLC控制器按程序控制外部振动给料设备停止送料，显示测量终值，然后发出两声蜂鸣声，表示该焦炭斗焦炭已达设定重量。操作人员打开焦炭斗的门，将称好的焦炭放入下方储存斗，这时可进行下一次称量，如此反复。这里介绍的是称焦，龙门吊称量铁量的原理与称量焦量是一模一样的，在这里不再重复。

图3 应变片的基本构造

图4 电阻应变片组成的惠斯登电桥

2.3 效果

称重传感器有效配合PC、PLC，实现了生产过程自动化，保证了生产加料系统连续性，实现了生产过程计算机检测、控制和管理。完全替代了手工称量物料，降低了工人劳动强度，改善了工作环境，减少了误差的产生。该系统还设置了自动补焦程序，前一批料未达设定值，下一批料自动补齐，每十批料误差不超1 kg，保证了最终产品质量，最终实现了高质量，低成本，稳定可靠的运营方式。

3 结束语

伴随着工业企业生产自动化生产不断提高，自动配料系统被越来越多的企业采用，随着原材料价格上涨，企业竞争加剧，高品质的电子配料秤将得到认同。

［1］李军，贺庆之.检测技术及仪表［M］.北京：中国轻工业出版社，2010.

［2］李世基.微机与可编程控制器［M］.北京：机械工业出版社，2008.