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        制漿造紙過(guò)程中的木片稱重、漿板稱重及涂料稱重等均可以使用電阻應(yīng)變式稱重傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)并達(dá)到在線實(shí)時(shí)測(cè)量的目的。隨著工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化程度的不斷提高稱重傳感器已然成為過(guò)程控制中的一種必要的裝置。現(xiàn)代化的造紙工廠普遍使用集散控制系統(tǒng)(DCS)對(duì)過(guò)程參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制,DCS系統(tǒng)信號(hào)傳輸普遍要求采用兩線制4~20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)[2]對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。因此一般的商用稱重儀器無(wú)法滿足制漿造紙工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)物料稱重和信號(hào)遠(yuǎn)傳的需求。近年來(lái)莊育鋒等針對(duì)電阻應(yīng)變式稱重變送器的非線性誤差使用L-M算法建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型使非線性得到有效的校正，陳昌和王忠福對(duì)傳感器的信號(hào)使用儀表放大器AD623和數(shù)字電位器實(shí)現(xiàn)可編程增益放大器同時(shí)用算法校正漂移。石延平等以纏繞式鐵基非晶態(tài)合金薄帶作為磁芯并采用兩種不同線圈方式傳感器結(jié)構(gòu)的稱重傳感器利用磁彈性效應(yīng)和電磁感應(yīng)工作原理與傳統(tǒng)傳感器相比有適應(yīng)性強(qiáng)、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。馬國(guó)明等提出了基于光纖光柵技術(shù)的新型稱重傳感器針對(duì)傳統(tǒng)電阻應(yīng)變式稱重傳感器的問(wèn)題設(shè)計(jì)了雙U型閉環(huán)彈性體結(jié)構(gòu)和對(duì)稱粘貼光纖光柵元件的方法達(dá)到克服偏載和提高精度的目的。LeeMJ等采用單壁碳納米管薄膜進(jìn)行稱重測(cè)量將薄膜與傳感器相結(jié)合進(jìn)行批量制造靈敏度得到大幅度提高。KuhnelM等使用雙彎曲梁彈簧單元作為載荷單元進(jìn)行稱重測(cè)量利用其可逆性、重復(fù)性及零誤差等優(yōu)點(diǎn)達(dá)到減小誤差的效果。前述大多是通過(guò)先進(jìn)技術(shù)去提高精度所以成本也相應(yīng)較高且復(fù)雜許多。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的需求筆者設(shè)計(jì)了一種基于儀表放大器AD627和4~20mA雙線電流轉(zhuǎn)換器XTR105的電阻應(yīng)變式兩線制稱重變送器通過(guò)純模擬電路實(shí)現(xiàn)了將輸出的電阻應(yīng)變式稱重傳感器的信號(hào)轉(zhuǎn)換為兩線制4~20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行輸出并進(jìn)行非線性誤差補(bǔ)償且巧妙地采樣X(jué)TR105內(nèi)部基準(zhǔn)對(duì)工作電路進(jìn)行供電,作為一種簡(jiǎn)單、新穎的設(shè)計(jì)方案具有功耗低、接線方便及成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與原理變送器的基本原理為電阻應(yīng)變電橋式稱重傳感器中應(yīng)變電橋輸出的微弱且具有零位誤差的電壓信號(hào)輸入到放大器U1進(jìn)行一級(jí)放大輸出電壓再和零位誤差補(bǔ)償電路輸出的電壓一起輸入放大器U2進(jìn)行二級(jí)差動(dòng)放大輸出電壓再輸入到V/I轉(zhuǎn)換模塊在輸出電流調(diào)整電路的控制作用下轉(zhuǎn)換為4~20mA電流并通過(guò)輸出回路輸出。其中,通過(guò)電路中的電位器可以方便地調(diào)整零位誤差補(bǔ)償量和輸出放大倍數(shù)并由V/I轉(zhuǎn)換模塊對(duì)其他部分電路提供基準(zhǔn)源。

2.結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)傳統(tǒng)稱重傳感器的缺陷和工業(yè)生產(chǎn)中DCS系統(tǒng)對(duì)變送器的需求筆者利用AD627放大器和XTR105實(shí)現(xiàn)了將變化極小、零位誤差極大的電阻應(yīng)變式稱重信號(hào)轉(zhuǎn)化換為兩線制4~20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。電路可以通過(guò)調(diào)節(jié)電位器進(jìn)行零位誤差補(bǔ)償、輸出增益調(diào)節(jié)和非線性補(bǔ)償且放大器失調(diào)電壓、失調(diào)電流對(duì)微弱信號(hào)的轉(zhuǎn)換精度無(wú)影響,測(cè)量精度滿足工業(yè)要求線性度高。由于電路使用的是純模擬電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理和變換無(wú)需高精度AD采集加數(shù)字處理或復(fù)雜反饋平衡裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、功耗極低、性價(jià)比高。整個(gè)電路的供電和輸出都是通過(guò)兩線制來(lái)實(shí)現(xiàn)的,由于整流橋的存在使得變送器無(wú)正負(fù)極區(qū)分接線方便、簡(jiǎn)單可遠(yuǎn)程傳輸。實(shí)際應(yīng)用中只要將變送器與適當(dāng)量程的電阻應(yīng)變式稱重變送器相連接并適當(dāng)調(diào)整所有的電位器便可以將測(cè)量信號(hào)接入現(xiàn)場(chǎng)的DCS系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)物料質(zhì)量的監(jiān)測(cè)和控制。

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