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电子皮带秤工作原理
电子皮带秤是一种利用传感器和电子设备来测量物体重量的设备。
它的工作原理如下：
1. 传感器感应：电子皮带秤上装有一对负载传感器，通常是应变片或压力传感器。
当物体放置在皮带上经过传感器时，传感器会感应到物体的重量，产生相应的电信号。
2. 信号放大：传感器感应到的电信号会被放大，以增加其灵敏度和可测范围。
放大电路通常包括功率放大器和滤波器，可以抑制干扰信号。
3. 数字转换：放大后的电信号会转换为数字信号，以便处理和显示。
这个过程通过模数转换器（ADC）来完成，将连续的
电压信号转换成离散的数字值。
4. 重量计算：根据传感器感应到的重量信号和设定的标度，电子皮带秤会计算出物体的实际重量。
计算方法通常是将传感器输出的数字值与标度的校准系数相乘，得到最终的重量数值。
5. 显示和输出：重量数值可以通过液晶显示屏或数码显示器显示出来。
同时，电子皮带秤还可以将重量数据输出到其他设备或系统，以便进一步处理和存储。
需要注意的是，以上工作原理是一个简化的描述，实际的电子皮带秤可能还包括其他的功能和设计，以满足特定的应用需求。
目录赛摩ICS-FH-4型浮衡系列电子皮带秤 (2)赛摩电气循环链码技术说明 (6)挂码校验说明 (10)1赛摩ICS-FH-4型浮衡系列电子皮带秤1 概述电子皮带秤是在皮带输送机输送物料过程中对物料进行连续自动称重的一种计量设备，其特点是称量过程为连续和自动进行，通常不需要操作人员干预就可以完成称重计量操作。
皮带秤高精度测量的关键是称重桥架将皮带上的物料重量全部、准确的传递给称重传感器，传递过程没有任何干扰力。
目前，多托辊皮带秤秤架结构有单杠杆式、双杠杆式、悬浮式等多种结构形式，称重传感器与秤架的连接多采用刚性连接，其中多数设有水平力、侧向力限位装置，这种限位连接形式存在一定的限制力、结构内应力，该限制力、结构内应力无法很好释放，容易产生过定位，干扰了重力的准确测量，特别是小重力或重力变化小的情况，干扰影响尤为突出，无法提供高精度的称重计量。
赛摩ICS-FH型浮衡系列电子皮带秤（以下简称浮衡秤）采用独创的自由浮动平衡结构，安装在皮带输送机机架上；承重梁二端处装有两个称重传感器，两个称重传感器承力部位结构为圆柱形，分别通过万向关节与托棍支架梁相连，两根托棍支架梁通过两根连接梁相连形成整体称重桥架。
称重桥架上相对于承重梁对称装有二组称重托辊支架，支架上的称重托辊将皮带上的物料重量传递给称重传感器。
由于该称重桥架仅通过两个万向关节与称重传感器相连，所以整体称重桥架是可以绕两个万向关节自由浮动，各种干涉或结构内应力均不存2在，称重桥架上的称重托辊将皮带上的物料重量全部、准确的传递给称重传感器，完成高精度的计量，计量精度不变（动态累计误差小于±0.25%）。
正是由于浮衡秤的自由浮动平衡结构，称重桥架自由浮动与称重传感器连接，无限位装置、传力环节少、测重准确可靠，计量精度高；由于两个称重传感器装于承重梁两端，所以具有抗偏载能力强、适应皮带输送机带宽大、带速高等特点；称重桥架结构简单，安装方便，不需维护，是高精度皮带输送机计量的最佳设备。
皮带秤安装使用说明书皮带秤安装使用说明书ICS AA 1720系列电脑皮带秤目录 第一章绪言 1.1 概述1.2 主要技术指标1.3 系统组成及工作原理1.4 开箱和检验第二章 皮带秤的安装准则2.1 总则2.2 风和气候的影响2.3 输送机支架2.4 秤的按装位置2.5 重力式拉紧装置2.6 皮带糟形变化2.7 称重托辊第三章 安装第一部分 20A 的安装A3.1 概述A3.2 术语A3.3 安装位置A3.4 安装准备A3.5 称重桥架的安装A3.6 秤的托辊的安装A3.7 电气部分的安装第二部分17A的安装B3.1 概述B3.2 术语B3.3 安装位置B3.4 安装准备B3.5 称重桥架的安装B3.6 秤的托辊的安装B3.7 电气部分的安装第四章维护4.1概述4.2日常维护4.3故障排除第一章绪言1.1概述三原20A、17A系列电脑皮带秤，是在皮带输送系统中对散状物料进行连续计量的理想设备，具有结构简单、称量准确、使用稳定、操作方便，维护量小等优点，不仅适用于常规环境，而且适用于酸、碱、盐及大气腐蚀环境，广泛地应用于冶金、电力、煤炭、矿山、港口、化工、建材等行业。
说明书主要对20A/17A系列皮带秤系统的安装、运行、校准和维修等工作加以说明。
有关扩展板（打印和通讯）的安装、使用，在第六章积算器工作原理中也作了介绍和说明。
1.2主要技术指标1.2.1 系统性能·动态累计误差：20A皮带秤系统优于±0.5%17A皮带秤系统优于±0.25% ·称量能力：6000t/h以下·皮带宽度：500~2200mm·皮带速度：0.1~4m/s·环境温度：秤架一20℃~60℃积算器一10℃~50℃1.2.2载荷传感器性能·非线性：小于额定输出的0.05%·重复性：小于额定输出的0.03%·滞后：小于额定输出的0.03%·激励：10VDC1.2.3速度传感器性能·频率范围：0~1.2KHZ1.2.4积算器性能·准确度：优于0.05%一15%·电源：220V ；50HZ±2%；25V A+10%·开口尺寸：285×140（宽×高）·输入重量输入：从一只或两只载荷传感器来的毫伏级信号；速度输入：从数字速度传感器传出的脉冲信号；·输出：激励电压输出：10±5%VDC；速度传感器输出：未稳压的24VDC；累重显示输出：八位带小数点，最小显示0.01t；流量显示输出：四位带小数点，单位为每小时吨；远程累计输出；相当于累重显示器上每个计数的1/1，1/10，1/100个数；电流输出：可选择4~20mA或0~20mA，电流输出，正比于流量。
概括随着科学技术的不断发展，电子皮带秤配料系统已广泛应用于煤炭、化工、烟草、冶金、建材等行业。
目前，大多数皮带秤配料系统仍采用传统的PID控制算法，具有较高的灵敏度。
可以说，调整理论上可以做到无误差，或者说在误差小的地方确实有优势，但是问题很多。
当误差较大时，其动态特性不是很理想，超调量一般较大。
因此，本课题设计了一种更为合理、高效的电子皮带秤配料系统。
本设计主要针对皮带秤配料系统中的配料环节，采用模糊PID与传统PID控制相结合的方法。
同时采用PLC控制和组态软件，实现了皮带秤配料系统中配料的自动控制。
当误差很大时，超调也很大。
本课题主要包括皮带秤的原理和组成、系统的总体设计、结合系统分析的模糊控制算法、利用MATILAB进行模糊PID控制仿真。
论文首先阐述了现有皮带秤的现状及实际过程中遇到的困难，并给出了自己的设计方案。
在保证系统称重精度和控制精度的前提下，选择合理的软硬件配置。
为了完善系统的整体设计方案和基本组成；配料带秤的工作原理及总体控制方案；称重传感器和速度传感器的选择；电机调速方式的选择等；结合配料系统的实际工作情况，通过系统分析，给出了基于模糊控制技术理论的模糊控制结构框图。
根据模糊控制器的设计步骤，设计了一种与传统PID相结合的模糊PID控制器。
解决了皮带秤配料系统的控制和误差调整问题，从而提高了配料系统的配料速度和精度。
论文分两章介绍PLC控制和MATLAB仿真。
第四章介绍了系统电气部分的组成，使运煤现场的配料系统能够根据PLC控制的要求，自动完成卸料、称重、配料的全过程。
第五章利用MATLAB仿真软件中的Simulink图形工具平台，对配料秤仪表使用的模糊PID控制进行仿真。
从仿真波形可以看出，引入模糊控制后，当系统出现扰动和偏差时，调节效果非常好。
通过该系统的研究，有效解决了电子皮带秤的控制精度和配料速度问题。
大大提高了系统的计量精度和配料速度。
在很大程度上降低了工人的劳动强度，最终提高了生产率和产品质量。
第一章序言一、概述中能三原ICS系列电子皮带秤是一种先进的微机控制动态称重仪器，是在皮带输送系统中对散状物料进行连续计量的理想设备，整机设计合理、紧凑，具有完善的称重和控制数学模型，并具有多种输入、输出信号形式。
其结构简单、称重准确、工作稳定、运行可靠、操作方便、维护量极少。
不仅适用于常规环境，而且适用于酸、碱、盐及大气腐蚀环境。
广泛地应用于冶金、电力、矿山、港口、化工、水泥、建材、粮食等行业。
ICS系列皮带秤可根据您的选择提供ZN201、ZN2001、ZN2105等系列高智能化仪表和国产、进口传感器。
本书主要针对30、20、17、14系列皮带秤系统的安装、操作、校准和维修等方面加以说明。
二、主要技术指标1、系统性能系统动态校验累计误差：ICS-14型优于±0.125%；ICS-17A型优于±0.25%；ICS-17B型优于±0. 5%；ICS-20型优于±0. 5%；ICS-20B型优于±1%；ICS-30型优于±1%仪表不确定度：优于0.05%称量范围：1~6000t/h皮带宽度：0~2200mm皮带速度：0.05~4m/s皮带输送机倾角：≤18°适应托辊形式：三节槽型托辊及平托辊环境温度：秤架为-40ºC ~+70ºC2、载荷传感器性能非线形：小于额定输出的0.03%FC非重复性：小于额定输出的0.03%FC滞后性：小于额定输出的0.03%FC温度灵敏度：零值时为±0.0003%/ºC 满值时为±0.0003%/ºC允许短时过载：150%激励电压：10VDC3、速度传感器性能（内置编码器型）频率范围：0~100kHz测速度围：>0.05m/s4、称重控制仪性能准确度：优于0.025%电源：220V（-15%~+10%）50Hz±2% 功率：50V A输入：重量输入：从一只、两只或四只称重传感器传来的毫伏信号速度输入：从数字式速度传感器传来的脉冲信号输出：输出激励电压：10VDC±5%输出至速度传感器：24VDC滚动式、下拉式菜单方式显示瞬时流量，累积重量，溢出报警状态可显示原来参数值，新输入参数值，操作状态提示电流输出：可选择0~20mA或4~20mA电流输出，该信号正比于流量。
测控电路课程设计之电子秤的设计一、设计任务1、题目：电子秤的设计1．确定结构电子秤由传感器、传感器专用电源、信号放大系统、模数转换系统及显示器等五部分组成，其原理框图如指导书图4所示。
2．设计技术指标如下：1）量程为0～1.999Kg ，2）传感器可采用悬臂梁式的称重传感器（悬臂梁上贴有应变片）。
3） 显示电路采用213为A/D 转换电路、共阴级数码管。
2、设计任务1）选择传感器2）设计传感器测量电路：通常用电桥测量电路。
3）放大电路设计由于传感器测量范围是0～2Kg ，假定选择的某款传感器的灵敏度为1mV/V 、工作电压为10V ，那么其输出信号只有0-10mV 左右；而A/D 转换的输入应为0-1.999Kg ，当量为1mV/g ，因此要求放大倍数约为200倍，一般采用两级放大器。
另外，在电路设计过程，应考虑电路抗干扰环节、稳定性。
选择低失调电压、低漂移、高稳定、经济性的芯片。
最后，电路中还应有调零和调增益的环节，才能保证电子秤没有称重时显示零读数，称重时读数正确反映被秤重量。
4）模数转换及显示系统A/D 转换器可选择MC14433，也可另选。
4）供电电源：设计一个可满足本设计需求的电源。
二、设计方案1、电子秤的主要组成电子秤由传感器、传感器专用电源、信号放大系统、模数转换系统及显示器等五部分组成，其原理框图如图4所示。
图4电子秤组成框图传感器将被测物体的重量转换成电压信号输出，放大系统把来自传感器的微弱信号放大，放大后的信号经过模数转换把模拟数字量，数字量通过数字显示器显示重量。
2、方案的选用方案一：采用应变式电阻称重传感器，将被测物体的重量转换成电压信号输出，然后采用AD620差动电路放大器把来自传感器的微弱信号放大，然后将放大后的信号经过MC14433模数转换器转换成数字量，最后经过动态扫描将数字量通过数码管显示出来，显示出来的数字就是被测物体的重量。
方案二：设计以51系列单片机AT89S52为控制核心，实现电子秤的基本控制功能。
电子皮带秤秤架的设计
1 秤架的种类
秤架可以分为非接触式和接触式两类。非接触式的典型例子是核子皮带秤。接
触式有多种类型，若按托辊数量来分，则分为单托辊和多托辊式；若按支点种类来
分，可分为簧片支点式和刀刃刀承式；若按秤架方式分，则可分为杠杆式、悬浮式
和杠杆悬浮式三种；若按杠杆数量分，则可分为单杠杆旋臂式和双杠杆式两种秤架。
接触式目前常以托辊数量区分居多，下面从托辊角度对其结构和受力进行分析。
2 秤架结构
皮带秤的秤架结构，要求必须确保皮带上物料产生的力能真实地传递给称重传
感器而不带任何附加力，如图3.1所示。在单托辊情况下，不得把皮带行进方向的
附加力或侧向运动的附加力（垂直于纸面图中未画出）作用到称重传感器上，秤架
必须只传递物料产生的垂直力。为此，秤架结构应满足如下要求：刚性大，挠度小，
抗扭转性能好，能消除侧向力的影响，能减小皮带偏载影响，备有准直装置，作用
于称重传感器上的皮重部分尽量小而皮带负荷部分尽量大，支点或转轴应无摩擦，
具有能承受大而短暂过载又无需校准漂移的装置，整体结构应便于安装等。从受力
分析可知，采用多托辊双杠杆结构秤架，即使在秤架杠杆支点与称量托辊的中心不
在同一水平线上时，由于水平分力产生大小相等、方向相反的力矩能使水平力相互
抵消，使称重传感器免受水平力的影响，所以这种秤架结构较为合理。
3 受力分析
实验表明，皮带本身如同一根被等间距支承的、连续而水平的弹性梁，特别是
当不准直时，张力和弯曲刚度的综合作用会使皮带秤产生错误的加荷信号。美国的
F.S.Hyer博士，根据应变能量法，推导出了全浮式多托辊秤架中物料垂直于皮带作
用到秤上的力为：
3.1确定使用条件及要求
设计过程中，首先要根据使用现场的情况，确定基本参数，包括需要运送的介
质、运输量以及皮带能够安装的角度。基本参数确定后，要选择皮带的宽度、运行
速度等参数，为秤架的设计提供基本信息，下面分别加以介绍。运送介质、皮带安
装角度以及运输量，这些基本参数是设计的依据，一般由用户提出，或到现场亲自
测量了解，下面给出一些常用数据（摘自相关的设计手册），供设计中参考。
由于带式输送机是一种国家标准产品，根据用户要求确定了运送介质、皮带安
装角度以及运输量以后，要选择各种参数均能满足要求的带式输送机，并确定带式
输送机的宽度和速度。完成了基本数据收集后，此时需要根据使用环境条件和运输
的介质，并综合考虑其他条件，提出对称量精度的要求。
3.2 秤架的结构形式
根据用户对称量精度的要求，来选择秤架的具体结构，表3?4列出了目前经常
使用的秤架结构形式。秤架托辊数量的多少决定了称重区域的长短，总的来说称重
区域越大，测量精度越高（动态累积误差越小）。
3.3 称重和速度传感器的选择
A 称重传感器
电子皮带秤用的称重传感器，可选用电阻应变式、差动变压器式或压电式等多
种。但常见的仍以电阻应变式为多，这是由于这种传感器在非线性、滞后及准确度
三方面均优于其他形式的传感器，而且其结构简单、便于应用。由于电子皮带秤的
使用环境往往比较恶劣，通常使用现场湿度大、温差大、尘埃多、易受机械振动和
冲击、常伴有腐蚀性的介质等。因此要求传感器除刚性好、温度稳定性好、能抗冲
击外，最好是全密封的、获本质安全体系批准的。称重传感器量程的选择取决于皮
带秤的线分度密度q（kg/m）、称量段的有效长度L（m）、皮带的速度v（m/s）、最
大瞬时流量Wmax（t）（t/h）、秤框结构系数 η 和过载系数K；当秤架安装成有一
定斜角 α 时，则还要与 cosα 有关。具体量程 P（kg）的选择可按下式计算：
P=q×L×η ΧKΧcosα=（Wmax（t）/3.6v）×L×η ΧKΧcosα （3?4）
秤框结构系数 η通常是承重托辊至杠杆支点距离n1与传感器的力作用点至杠
杆支点距离n2之比，过载系数K通常取1.2左右。
B 速度传感器
速度传感器常用形式有接触式和非接触式两类。接触式以测速发电机为典型代
表，它靠摩擦轮与传输皮带之间的接触使直流发电机或交流发电机产生与滚轮转速
成正比的模拟电压；也可采用由磁电式测速传感器产生的数字脉冲方式进行测速；
但是目前最常用的是旋转式编码器，因其具有较高精度、较高分辨力和可靠性好而
广泛应用于各种角度和转速的测量场合，它是最有效和最直接的数字式传感器。非
接触式速度传感器以光电形式的居多，但实际应用较少。
有了速度传感器，传感器的安装方式也会直接影响测量精度，由于皮带机的滚
轮（主动轮）与皮带之间可能出现打滑现象，所以，在测速方法中直接测量滚轮的
转速再转换成皮带的带速，虽然比较简单，但容易引起测量误差，为此，皮带测速
时，通常直接测皮带速度，但由于皮带在张力的作用下会伸长，并随张力不同而变
化，所以通常将测速传感器安装在回向皮带上，并连接到皮带机的尾轮（从动轮上）
或大直径的托辊上，消除皮带的任何打滑机会，并且保证能和皮带可靠地接触。
4 秤架设计实例
4.1 设计要求
某工厂为了科学管理，节约能源，保护环境，降低成本，将锅炉房用于输送燃
煤的皮带输送机进行改造，增加一台电子皮带秤，需要进行秤架设计。
基本数据如下：
皮带输送机皮带宽度：500mm；
皮带倾角：0°；
皮带额定输送量：max80t/h；
皮带运转速度：1m/s；
动态累积误差：≤±0.5%。
4.2 秤架结构形式的确定
根据用户对精度（动态累积误差）的要求，参考有关资料，决定采用单杠杆双
托辊结构，即两组托辊、一只拉式称重传感器。
4.3 称重和转速传感器的选择
（1）称重传感器。根据公式（3?4）：
P=q×L×η ΧKΧcosα=（Wmax（t）/3.6v）×L×η ΧKΧcosα式中，
Wmax=80t/h；v=1m/s；K=1.2；α=0°；L=2.6m。
参照带式输送机的标准，500mm宽皮带机两托辊之间的间距为1200mm，杠杆支
点与称重托辊之间的间距为n1=1800mm，杠杆支点与称重传感器之间的间为
n2=2200mm，则η =0.82。求得：P=56.85kg按前述，称重传感器选用S型拉压传感
器，量程为0～80kg。
（2）转速传感器。转速传感器采用旋转编码器，型号为LBM05?4067?400BZ/05F。
4.4 秤架的支撑结构
秤架的主梁采用型钢结构，可以使用角钢、槽钢和矩形钢管，通过焊接进行连
接。秤架直接安装于皮带输送机内位于上下皮带之间，将原两组托辊去掉即可，安
装简单方便。
