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        制漿造紙過程中的木片稱重、漿板稱重及涂料稱重等均可以使用電阻應(yīng)變式稱重傳感器來實(shí)現(xiàn)并達(dá)到在線實(shí)時(shí)測量的目的。隨著工業(yè)生產(chǎn)自動化程度的不斷提高稱重傳感器已然成為過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)對過程參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測和控制,DCS系統(tǒng)信號傳輸普遍要求采用兩線制4~20mA標(biāo)準(zhǔn)信號[2]對現(xiàn)場進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。因此一般的商用稱重儀器無法滿足制漿造紙工業(yè)現(xiàn)場物料稱重和信號遠(yuǎn)傳的需求。近年來莊育鋒等針對電阻應(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，陳昌和王忠福對傳感器的信號使用儀表放大器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)、壽命長等優(yōu)點(diǎn)。馬國明等提出了基于光纖光柵技術(shù)的新型稱重傳感器針對傳統(tǒng)電阻應(yīng)變式稱重傳感器的問題設(shè)計(jì)了雙U型閉環(huán)彈性體結(jié)構(gòu)和對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。針對現(xiàn)場對標(biāo)準(zhǔn)信號的需求筆者設(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轉(zhuǎn)換為兩線制4~20mA標(biāo)準(zhǔn)信號進(jìn)行輸出并進(jìn)行非線性誤差補(bǔ)償且巧妙地采樣XTR105內(nèi)部基準(zhǔn)對工作電路進(jìn)行供電,作為一種簡單、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輸入到放大器U1進(jìn)行一級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)行二級差動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電流并通過輸出回路輸出。其中,通過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)換模塊對其他部分電路提供基準(zhǔn)源。

2.結(jié)束語

針對傳統(tǒng)稱重傳感器的缺陷和工業(yè)生產(chǎn)中DCS系統(tǒng)對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)變式稱重信號轉(zhuǎn)化換為兩線制4~20mA標(biāo)準(zhǔn)信號。電路可以通過調(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)電流對微弱信號的轉(zhuǎn)換精度無影響,測量精度滿足工業(yè)要求線性度高。由于電路使用的是純模擬電路對信號進(jìn)行處理和變換無需高精度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兩線制來實(shí)現(xiàn)的,由于整流橋的存在使得變送器無正負(fù)極區(qū)分接線方便、簡單可遠(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量信號接入現(xiàn)場的DCS系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)對工業(yè)現(xiàn)場物料質(zhì)量的監(jiān)測和控制。

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