能。 弹性元件的结构及形式有圆筒式、环式、悬臂梁式、剪应力梁式、S 形梁式、平行 四边形等。 电阻应变片是将应变量转换成电信号的一种机械量—电量转换元件， 当把电阻应 变片黏贴在需要测量变形的弹性元件表面上时， 电阻应变片的电阻丝即随弹性元件的 变形而改变其电阻值，这称为“应变效应” 。为便于测量，通常由多个电阻应变片 组成测量电桥。 电阻应变片有丝片、箔片两种结构，丝片（见图 2.3a）和箔片（见图 2.3b）的工

  1908 年，美国的一个年轻人梅里克发明了一种能够称重的皮带输送机械设备， 世界上第一台电子皮带秤就此诞生了， 梅里克的这项发明很好的解决了物料的连续称 量这种发明的称重装置也就被称作梅里克电子皮带机。 梅里克利用本发明成立了自己 的公司，并且投入到生产实际当中。我们在德国申克公司的历史回顾资料中，曾看到 “1902 年，皮带秤”这一段产品编年史，表明该公司 1902 年就有皮带秤产品，但未 看到更详细的叙述。 1940 年以后电子皮带秤在美国等发达国家已得到了广泛的生产与应用，相比 之我过电子皮带秤的发展速度较慢，不过进入 21 世纪之后，随工业生产快速发张， 通过电子皮带秤进行连续称量就显得格外重要，能很好的提高生产效率，因此我国也 出现了很多电子皮带秤的生产厂商，对电子皮带秤的研究也进一步深入，使电子皮 带秤在我过加快速度进行发展起来。

  皮带秤的称重是当非整装物料在皮带秤上处于输送状态时， 安装在输送物料的皮带 下面的称重传感器就会产生一个物料的重量信号，该信号送入现场放大器做处理， 此时安装在皮带上面的测速传感器会把测到的皮带速度信号也发送到现场放大器进 行处理。两组现场信号通过现场放大器进行适当处理，然后把处理后的信号通过接线 盒输送给主控制计算机进行 bode 积分、相关的调节、控制等程序。最后从输出设备 打印机打印出称重后的累计结果。这就是传统皮带秤的称重原理。方框图见图 2.2。

  1、电子皮带秤的测量信号可以远距离输送，因此工作人员就可以在工作室内实 现对生产测量流程的控制，可以对电子皮带秤进行调节，大大简化了工作的流程，提 高了工作效率。 2、电子皮带秤的承载不分设计简单明了化，承载器的传力机构大大简化，使得 维修维护方便了很多。 3、做测量的部分精度慢慢的升高，使得整个测量过程从人力物力方面都远胜于 之前的普通机械式称量装置。 4、电子皮带秤的称重计量仪器可以远离工作现场，可以有明显效果地的保护仪器，增加 仪器的常规使用的寿命， 而且电子皮带秤的秤架， 测量用的传感器多为结构件， 不容易损坏， 电子皮带秤的安装要比普通的皮带秤简单许多，并且不受现场环境条件的限制。能够 长期稳定的工作。 5、与核子皮带秤相比，电子皮带秤不需要放射源，不存在安全风险隐患问题，并且 电子皮带秤的使用精度要高于核子皮带秤，使用场合不受环境条件的限制，能够很好 得满足大多数用户的需要。 电子皮带秤有以上这样的一些特点， 使电子皮带秤广泛的应用在工业生产的连 续测量应用中，也使电子皮带秤成为目前市场上的主流称重测量装置，其他一些皮 带秤作为辅助的测量工具， 电子皮带秤在未来的生产中将会得到进一步的发展与应 用。

  作原理是一样的，只不过制作方法不同。箔片采用照相腐蚀方法成型，制作时形 状多样，电阻值差异小，允许通过电流大抗蠕变和抗漂移性能好。 图 2.4a 是一个悬臂梁式称重传感器的外形，两端的孔分别用于螺栓固定在地板 上和承受外力，称重传感器的中部是用波纹管 1 保护的弹性元件应变梁 2，梁的上下 表面粘贴有电阻应变片 3。图 2.4b 是取下波纹管后的悬臂梁式称重传感器，可以看 见应变梁 2 及粘贴的电阻应变片 3。

  称重传感器是将被测量质量转换成电信号的另一种被测量来做测量的称重装 置传感器称重传感器。 2.3.1 称重传感器的种类 电子皮带秤中应用的称重传感器主要是电阻应变式，其次是压磁式、振弦式、差 动变压器式，其他型式的称重传感器应用很少。与其它型式的称重传感器比较，电阻 应变式称重传感器具有如下优点： 1、结构最简单、制作方便、工艺很成熟； 2、精确度高，主要技术指标如非线性、重复性、滞后均优于别的类型的称重传 感器，综合误差能做到 0.03%-0.01%； 3、外形比较小，可制作成多种结构形状，便于安装。 4、工作稳定、互换性好，常规使用的寿命长。 电阻应变式称重传感器一直占据 90%以上得称重传感器市场占有率，国内市场几乎 是电阻应变是称重传感器一统天下。 德国申克公司 RTN 环形电阻应变式称重传感器的 电阻值为 4 千欧姆，是国内电阻应变式称重传感器阻值的 10 倍以上，它具有测量灵 敏度高、长期稳定性高、工作电流小、输出信号大、重复性好、激励电压高等优点。 最新的数字化智能称重传感器可由微处理器芯片对常规桥路进行补偿和调整， 进行非 线性、滞后、蠕变等性能的修正，从而大幅度的提升称重传感器的性能。 2.3.2 电阻应变式称重传感器的工作原理 1936—1938 年美国加利福尼亚理工学院教授西蒙斯和麻省理工学院教授鲁奇分 别同时研制出粘贴型纸基丝绕式电阻应变计，由美国 BLH 公司专利生产。BLH 公司 和 Revere 公司利用上述电阻应变计研制出的应变式称重传感器，用于工程测力和称 重计量，成为应变式载荷传感器的创始者。 电阻应变式称重传感器是由弹性元件、电阻应变片等组成。 弹性元件是将重量（或力）转换为应变量的部件，作为弹性元件的材料应具有迟 滞小、如变小、直线性好、弹性极限高、强度极限大、弹性模量受温度的影响小等性

  当我们把四个电阻应变片连接成桥式测量电路时（见图 2.6） ，在对角线 A，C 两点接 入稳压电源，在 B、D 两点就能够获得毫伏测量信号输出。

  2.3.3 光电脉冲式测速传感器 光电脉冲式测速传感器（见图 2.7）由装在输入轴上的开孔圆盘 2、光源 4、光 敏原件 1 等组成。当圆盘 2 转到某一位置是时，由光源 4 发射到光敏元件 1 上，使光 敏元件 1 感光，产生一个电信号。圆盘 2 上的孔可以是一个或多个，取决于设备要求 的脉冲数。

  t 一被测量物料通过的时间(S); m(t)—单位长度上的通过物料重量(kg/m); u(t)—物料的工作速度(m/s)。 2.2.2 累加法 当物料在电子皮带秤上进行输送时， 假定电子皮带秤输送皮带运转特定一段距离 L 的时候此时累加器将称重物料的重量进行一次累加，计为 m，在给定一段时间间隔 中，假定输送皮带一共运行了 m 倍于 L 的距离，这样累加器就会有 m 次的物料重量被 累加，其累加重量计为 Q。Q 的累加公式即为:

  图 2.7 光电脉冲式测速传感器 1—光敏元件；2—圆盘；3—小孔；4—光源

  圆盘也可换成光栅盘，光栅盘上刻有能透过光线的光栅，其余部分则不透光。当 光栅盘转到某个位置时，光源正好透过光栅及缝隙板照射到光电管上；光栅盘稍离开 这一个位置，光源及被光栅盘上不透光的部分隔断。因此当光栅盘每转一周时，光电管 就可以输出与光栅盘上光栅数相同的电脉冲（见图 2.8） 光电脉冲式测速传感器机构简单、可靠，输出脉冲的幅值恒定因而测量精度高。

  在美国英国等发达国家中，电子皮带秤很早就得到了广泛的重视，很多科学工 作者致力于电子皮带秤的研究，提出了很多电子皮带秤测量与结构方面的想法，并且 通过实验去验证， 很多已经申请了专利， 为以后电子皮带秤的发展打下了很好得基础。 有些国家还制定了相应的标准，为电子皮带秤的设计研究提供了一定的标准，在经过 了几十年的发展之后电子皮带秤的技术越来越成熟，测量的准确性也慢慢变得高，因此 在工业生产里电子皮带秤得到了广泛的应用。 也使得慢慢的变多的国家的科研工作者投 入到电子皮带秤的研究当中，推动了电子皮带秤的逐步发展。 很多国家很早就把电子皮带秤应用到了港口贸易结算中， 以为电子皮带秤可以连 续称量，精度较高，取得了很多国家的认可。很多国家在电子皮带秤研究方面都有很 好的技术，这些国家也有专门的科研机构从事电子皮带秤的研究，使电子皮带秤能 够更广泛的应用到更多得领域。 我们的祖国电子皮带秤的发展较晚，60 年代才出现带有传感器测量的电子皮带秤， 但当时的传感器精确度不高，测量误差较大，没能很快的大量的投入到生产实际当中 去，但这种测量方法得到了国家科研工作者的认可，有逐步发展的广阔空间，因此 电子皮带秤的研究在我国得到了进一步的研究与发展。 伴随着改革开放，我们的祖国从事电子皮带研究与生产的人慢慢地多，也引进了 很多国外的先进的技术，使电子皮带秤的测量精度有了很大的提高，满足了用户的需 求，得到了用户的认可，进一步推广了电子皮带秤，使电子皮带秤在我国有了突飞 猛进的发展。 近几年水泥行业基建项目较多，在大型水泥厂的自动化控制中各个厂家也慢慢变得 重视诸如配料秤、冲板流量计、料位控制器等设备的应用，其中配料的精确度会直接 影响熟料和水泥的产品性能，影响每吨产量的劳动力成本，因此选用稳定、可靠、精 确的称重控制产品至关重要。 本课题研制的电子皮带秤，在解决配料的精确度方面起到了及其重要的作用，提高了水 泥的产量与质量，很好得满足了水泥行业的需要。

  1、用于日产 3000t 水泥厂生料计量； 2、每年一次维修； 3、计量精度：按水泥厂要求； 4、连续计量。

  电子皮带秤的主要组成部分主要由以下几部分，测量传感器（称重测速） ，承载 装置（秤架） ，信号处理装置（放大积分装置） ，由上图能够正常的看到通过传感器测量得到 的两路信号先通过信号放大器放大之后通过接线盒然后接入到计算机中， 在计算机中 进行信号的积分处理，然后再通过显示器显示或者直接通过打印机直接打印输出，将 结果为出来，整一个完整的过程简单自动化。

  电子皮带秤与机械式皮带秤相比较能够连续称量， 还可以准确的测量物料的流 量，误差很小，能够准确的测量出皮带上某一单位长度上物料的瞬时流量，也可以通 过测量计算出某一段皮带上物料的重量，我们能够最终靠利用数学模型来模拟计算，这 就要用到我们数学中比较熟悉的积分法和累计法了。 2.2.1 积分法 假定电子皮带输送机正在进行物料输送， 计算机通过电阻应变传感器会连续测量 到输送皮带上每单位长度的载荷信号值， 另一方面通过测速传感器也可以测得在同一 时刻的速度信号， 这两种信号然后通过房子现场的信号放大器将信号放大后处理后就 能获得物料单位长度的载荷值 m(kg/m)和同一时刻的速度信号值 u(而 s)，将得到 的两个数值进行相乘运算得到的结果就是物料在单位时间内得瞬时流量值了。 由于电子皮带秤输送的物料在输送带上的分布不是十分均匀的，存在一定的变 化， 电子皮带秤在运行的过程中由于受到来自入料斗物料的冲击以及电动机震动等外 部因素的影响，电子皮带秤的带速也存在变化，这一些因素都会影响电子皮带秤的测量 与精确度。所以我们把在 t 时间间隔内的物料累计流量用以下积分形式表示:

  图 2.4 悬臂梁式称重传感器 （a）悬臂梁式称重传感器外形 （b）取下波纹管后的悬臂梁式称重传感器 1—波纹管；2—应变梁；3—电阻应变片×××××称重传

  感器的工作原理如图 2.5 所示，这里仍一悬臂梁式称重传感器为例，在弹性元件 应变梁的上下表面上粘贴有四片电阻应变片， 当弹性元件受到如图所示方向的力 F 时， R 1 、 R 4 电阻应变片被压缩， R 2 、 R 3 电阻应变片被拉伸，电阻应变片随 之变形并改变其电阻值。其中 R 1 、 R 4 电阻应变片得电阻丝被压缩，阻值减小；