CN106768217B - 一种应变式传感器温度补偿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应变式传感器温度补偿方法，涉及应变式传感器制造领域，包括如下步骤：S1、创建或采集设置于应变式传感器上的标签，并记录标签；S2、分别采集应变式传感器四个桥臂的电阻温度系数，确定待补偿桥臂，求解补偿丝长度L，并将补偿丝长度L与标签对应记录；S3、补偿丝自动裁剪设备采集应变式传感器的标签，裁剪出长度为L的补偿丝；S4、根据补偿丝自动裁剪设备显示的待补偿桥臂，将补偿丝串联于待补偿桥臂中。本发明通过以计算机可读形式采集应变式传感器上的标签，并记录与之相对应的补偿丝参数，无需人工进行记录，避免出错。通过自动裁剪设备裁剪出补偿丝的指定长度，提高裁剪效率，并且提高裁剪精度。
Description
技术领域
本发明涉及称重传感器制造领域，特别涉及一种应变式传感器温度补偿方法。
背景技术
在称重传感器领域中，由于应变片以及弹性体受温度影响，而使得应变片电阻值发生变化，造成了称重测量不准确，即零点温度漂移，需要进行温度补偿。一般来说，温度补偿是在称重传感器无外载荷作用时进行测量和补偿，故而称重传感器温度补偿也称为零点温度补偿。零点温度补偿一般选用铜、镍电阻和钴镍合金等温度系数较大的材料，以保证补偿精度
现有技术温度补偿的补偿丝一般采用直尺测量并切割，操作繁琐，智能化程度低，并且切割精度较低。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种应变式传感器温度补偿方法，旨在应变式传感器温度补偿效率。
为实现上述目的，本发明提供了一种应变式传感器温度补偿方法，包括如下步骤：
S1、创建或采集设置于应变式传感器上的标签，并以计算机可读形式记录所述标签；
S2、分别采集所述应变式传感器四个桥臂的电阻温度系数，确定待补偿桥臂，求解补偿丝长度L，并将所述补偿丝长度L与所述标签对应记录；
S3、补偿丝自动裁剪设备采集所述应变式传感器的标签，裁剪出长度为L的所述补偿丝；
S4、根据所述补偿丝自动裁剪设备显示的所述待补偿桥臂，将所述补偿丝串联于所述待补偿桥臂中。
在该技术方案中，通过以计算机可读形式采集应变式传感器上的标签，并记录与之相对应的补偿丝参数，无需人工进行记录，避免出错。通过自动裁剪设备裁剪出补偿丝的指定长度，提高裁剪效率，并且提高裁剪精度。自动裁剪设备还显示待补偿桥臂，指导操作人员将补偿丝串联到指定桥臂，避免出错。
进一步而言，在所述步骤S1中，所述标签的形式包括条形码、二维码、RFID。
在该技术方案中，在温度补偿检测工序中进行标签入库或匹配标签，并在裁剪对应应变式传感器的补偿丝时，也检测标签，并裁剪出适宜的长度供操作人员使用。在该技术方案中，可以采用条形码、二维码、RFID，提高标签识别速度。
进一步而言，所述步骤S2包括：
S21、分别将所述四个桥臂连接电阻测量模块，将所述应变式传感器放置于烘箱中；
S22、实时采集所述烘箱内的温度以及四个桥臂电阻值；
S23、求解所述四个桥臂的温度系数ki，若所述温度系数波动值E≥α，则执行步骤S24；否则所述补偿丝长度L＝0,所述应变式传感器无需进行温度补偿；其中，所述i为正整数，所述i满足1≤i≤4；所述所述α满足0＜α≤0.1；
S24、选择温度系数最小的桥臂作为待温度补偿桥臂，所述补偿丝长度
S25、将所述补偿丝长度L与所述标签对应记录；
所述r0为补偿丝单位长度电阻；kj为所述待补偿桥臂的温度系数，Rj为所述待补偿
桥臂的常温电阻值，kbc为所述补偿丝的温度系数，Rbc为所述补偿丝的常温电阻值，kj'为补
偿后所述待补偿桥臂的温度系数；补偿后的温度系数满足：
在该技术方案中，公开了温度补偿检测工序的流程，在该流程中，通过在变温环境中检测四个桥臂的温度系数，判断波动程度，并生成补偿丝长度。补偿丝长度通过公式有效L的计算速度。
进一步而言，所述补偿丝自动裁剪设备包括：机架、安装于所述机架上且纵向排布的夹紧装置和裁剪装置、安装于所述夹紧装置和裁剪装置上方的直线模组、安装于所述直线模组的承载台下方的拉伸夹具、标签扫描器、存储器以及控制器，所述拉伸夹具用于夹取和拉伸补偿丝；
所述控制器的第一输入端与所述标签扫描器的输出端连接，所述控制器的第二输出端与所述夹紧装置的输入端连接，所述控制器的第三输出端与所述裁剪装置的输入端连接，所述控制器的第四输出端与所述拉伸夹具的输入端连接，所述控制器第五输出端与所述直线模组的输入端连接，所述存储器与所述控制器双向连接；
所述步骤S3包括：
S31、控制器获取所述标签扫描器采集的工件标签，并提取出所述标签对应的补偿丝长度L；
S32、控制所述直线模组上的所述拉伸夹具移动至补偿丝夹取区，并夹取所述补偿丝；
S33、所述夹紧装置和裁剪装置释放所述补偿丝，控制所述直线模组进行距离为L的移动；
S34、所述夹紧装置夹紧所述补偿丝，所述裁剪装置裁剪所述补偿丝；
S35、所述拉伸夹具释放所述补偿丝。
在该技术方案中，给出了补偿丝的自动裁剪方法，该方法有效提高裁剪效率，避免裁剪出错，减少人工成本。在该技术方案中，在裁剪时，夹紧装置还进行夹紧，保持补偿丝稳定，提高裁剪精度。在该技术方案中，采用直线模组，保证补偿丝处于直线拉伸状态，通过直线模组的移动距离保证补偿丝的裁剪长度，提高裁剪精度。
进一步而言，所述补偿丝自动裁剪设备包括若干个所述标签扫描器，所述步骤S3，还包括提取所述标签扫描器的ID，所述补偿丝被裁剪后，被所述拉伸夹具运送至对应ID的所述标签扫描器的相对应位置。
在该技术方案中，一台补偿丝自动裁剪设备对应多个操作人员，当某一个操作人员扫描新的应变式传感器，补偿丝自动裁剪设备就提取对应标签的裁剪长度，并进行裁剪，最后再通过直线模组将补偿丝夹取到该操作人员的工作台。该技术方案，有效提高了补偿丝自动裁剪设备的利用效率，避免设备空闲；同时，补偿丝是同一卷产生的，提高补偿丝利用率；此外，也节约人工成本。
本发明的有益效果是：本发明通过以计算机可读形式采集应变式传感器上的标签，并记录与之相对应的补偿丝参数，无需人工进行记录，避免出错。通过自动裁剪设备裁剪出补偿丝的指定长度，提高裁剪效率，并且提高裁剪精度。自动裁剪设备还显示待补偿桥臂，指导操作人员将补偿丝串联到指定桥臂，避免出错。
附图说明
图1是一实施例中的一种应变式传感器温度补偿方法的流程示意图；
图2是一实施例中的温度补偿电路原理图；
图3是一实施例中的温度补偿工作台的结构示意图；
图4是一实施例中的补偿丝自动裁剪设备的结构示意图；
图5是一实施例中的补偿丝自动裁剪设备的细节结构示意图；
图6是一实施例中的补偿丝自动裁剪设备的局部俯视图；
图7是一实施例中的补偿丝自动裁剪设备的电路控制框；
图8是另一实施例中的温度补偿工作台的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1-7所示，在本发明第一实施例中，提供一种应变式传感器温度补偿方法，包括如下步骤：
S1、创建或采集设置于应变式传感器上的标签，并以计算机可读形式记录所述标签；
S2、分别采集所述应变式传感器四个桥臂的电阻温度系数，确定待补偿桥臂，求解补偿丝100长度L，并将所述补偿丝100长度L与所述标签对应记录；
S3、补偿丝自动裁剪设备200采集所述应变式传感器的标签，裁剪出长度为L的所述补偿丝100；
S4、根据所述补偿丝自动裁剪设备200显示的所述待补偿桥臂，将所述补偿丝100串联于所述待补偿桥臂中。
在本实施例中，是通过焊接将补偿丝100串联在待补偿桥臂中。
在本发明中，步骤S1的标签的形式包括条形码、二维码、RFID。在本实施例中，优选采用条形码。
在本实施例中，所述步骤S2包括：
S21、分别将所述四个桥臂连接电阻测量模块，将所述应变式传感器放置于烘箱中；
S22、实时采集所述烘箱内的温度以及四个桥臂电阻值；
S23、求解所述四个桥臂的温度系数ki，若所述温度系数波动值E≥α，则执行步骤S24；否则所述补偿丝100长度L＝0,所述应变式传感器无需进行温度补偿；其中，所述i为正整数，所述i满足1≤i≤4；所述所述α满足0＜α≤0.1；
S24、选择温度系数最小的桥臂作为待温度补偿桥臂，所述补偿丝100长度
S25、将所述补偿丝100长度L与所述标签对应记录；
所述r0为补偿丝100单位长度电阻；kj为所述待补偿桥臂的温度系数，Rj为所述待补偿桥臂的常温电阻值，kbc为所述补偿丝100的温度系数，Rbc为所述补偿丝100的常温电阻值，kj'为补偿后所述待补偿桥臂的温度系数；补偿后的温度系数满足：
这里对公式推导进行简要说明。
由R′＝RkΔT可得：kjRj+kbcRbc＝kj'(Rj+Rbc)；
其中，R为常温下材料的电阻值，R′为高温下的材料电阻值，k为材料的温度系数，ΔT为温差。
进一步推导可得：
值得一提的是，kj'为除去待补偿桥臂剩下的三个桥臂的平均温度系数。
在本实施例中，所述补偿丝自动裁剪设备200包括：机架201、安装于所述机架201上且纵向排布的夹紧装置202和裁剪装置203、安装于所述夹紧装置202和裁剪装置203上方的直线模组204、安装于所述直线模组204的承载台下方的拉伸夹具205、标签扫描器206、存储器301以及控制器300，所述拉伸夹具205用于夹取和拉伸补偿丝100；
所述控制器300的第一输入端与所述标签扫描器206的输出端连接，所述控制器300的第二输出端与所述夹紧装置202的输入端连接，所述控制器300的第三输出端与所述裁剪装置203的输入端连接，所述控制器300的第四输出端与所述拉伸夹具205的输入端连接，所述控制器300第五输出端与所述直线模组204的输入端连接，所述存储器301与所述控制器300双向连接；
所述步骤S3包括：
S31、控制器300获取所述标签扫描器206采集的工件标签，并提取出所述标签对应的补偿丝100长度L；
S32、控制所述直线模组204上的所述拉伸夹具205移动至补偿丝100夹取区，并夹取所述补偿丝100；
S33、所述夹紧装置202和裁剪装置203释放所述补偿丝100，控制所述直线模组204进行距离为L的移动；
S34、所述夹紧装置202夹紧所述补偿丝100，所述裁剪装置203裁剪所述补偿丝100；
S35、所述拉伸夹具205释放所述补偿丝100。
本发明的补偿丝自动裁剪设备200可以是一人一台裁剪设备，也可以是多人一台裁剪设备，在本发明第一实施例中，为一人一台裁剪设备。如图8所示，优选地，在本发明第二实施例中，多人一台裁剪设备，所述补偿丝自动裁剪设备200包括若干个所述标签扫描器206，所述步骤S3，还包括提取所述标签扫描器206的ID，所述补偿丝100被裁剪后，被所述拉伸夹具205运送至对应ID的所述标签扫描器206的相对应位置。
值得一提的是，引起零点温度漂移的各种因素的综合影响，均可以看成是电桥四个桥臂电阻应变计的电阻温度系数不一致造成的。如果四个电桥桥臂的电阻温度系数一致或接近，就可以消除或者最大限度地减小零点温度漂移。根据这一原理，首先要找出电桥中电阻温度系数小的桥臂，并在其上串联一个电阻温度系数大的零点温度补偿电阻Rbc,以提高这个桥臂总的电阻温度系数；其次要选择电阻值合适的零点温度补偿电阻Rbc，使四个桥臂的电阻温度系数一致或者接近，就可以抵消零点漂移的影响，达到零点温度补偿的目的。零点漂移补偿电路原理图如图2所示。
此外，在本发明中，夹紧装置202、裁剪装置203、拉伸夹具205是由气缸驱动。
此外，在第一实施例中，还设置有补偿丝输送限位柱207和补偿丝输送限位孔208，用于避免补偿丝100在输送过程中弯曲，影响裁剪精度。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (4)
1.一种应变式传感器温度补偿方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、创建或采集设置于应变式传感器上的标签，并以计算机可读形式记录所述标签；
S2、分别采集所述应变式传感器四个桥臂的电阻温度系数，确定待补偿桥臂，求解补偿丝长度L，并将所述补偿丝长度L与所述标签对应记录；
S3、补偿丝自动裁剪设备采集所述应变式传感器的标签，裁剪出长度为L的所述补偿丝；
S4、根据所述补偿丝自动裁剪设备显示的所述待补偿桥臂，将所述补偿丝串联于所述待补偿桥臂中；
所述步骤S2包括：
S21、分别将所述四个桥臂连接电阻测量模块，将所述应变式传感器放置于烘箱中；
S22、实时采集所述烘箱内的温度以及四个桥臂电阻值；
S23、求解所述四个桥臂的温度系数ki，若温度系数波动值E≥α，则执行步骤S24；否则所述补偿丝长度L＝0,所述应变式传感器无需进行温度补偿；其中，所述i为正整数，所述i满足1≤i≤4；所述所述α满足0＜α≤0.1；
S24、选择温度系数最小的桥臂作为待温度补偿桥臂，所述补偿丝长度
S25、将所述补偿丝长度L与所述标签对应记录；
所述r0为补偿丝单位长度电阻；kj为所述待补偿桥臂的温度系数，Rj为所述待补偿桥臂的常温电阻值，kbc为所述补偿丝的温度系数，Rbc为所述补偿丝的常温电阻值，kj'为补偿后所述待补偿桥臂的温度系数；补偿后的温度系数满足：
2.如权利要求1所述的一种应变式传感器温度补偿方法，其特征在于：在所述步骤S1中，所述标签的形式包括条形码、二维码、RFID。
3.如权利要求1所述的一种应变式传感器温度补偿方法，其特征在于，所述补偿丝自动裁剪设备包括：机架、安装于所述机架上且纵向排布的夹紧装置和裁剪装置、安装于所述夹紧装置和裁剪装置上方的直线模组、安装于所述直线模组的承载台下方的拉伸夹具、标签扫描器、存储器以及控制器，所述拉伸夹具用于夹取和拉伸补偿丝；
所述控制器的第一输入端与所述标签扫描器的输出端连接，所述控制器的第二输出端与所述夹紧装置的输入端连接，所述控制器的第三输出端与所述裁剪装置的输入端连接，所述控制器的第四输出端与所述拉伸夹具的输入端连接，所述控制器第五输出端与所述直线模组的输入端连接，所述存储器与所述控制器双向连接；
所述步骤S3包括：
S31、控制器获取所述标签扫描器采集的工件标签，并提取出所述标签对应的补偿丝长度L；
S32、控制所述直线模组上的所述拉伸夹具移动至补偿丝夹取区，并夹取所述补偿丝；
S33、所述夹紧装置和裁剪装置释放所述补偿丝，控制所述直线模组进行距离为L的移动；
S34、所述夹紧装置夹紧所述补偿丝，所述裁剪装置裁剪所述补偿丝；
S35、所述拉伸夹具释放所述补偿丝。
4.如权利要求3所述的一种应变式传感器温度补偿方法，其特征在于：所述补偿丝自动裁剪设备包括若干个所述标签扫描器，所述步骤S3，还包括提取所述标签扫描器的ID，所述补偿丝被裁剪后，被所述拉伸夹具运送至对应ID的所述标签扫描器的相对应位置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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