CN116007732B - 自校准传感器及包括其的称量装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自校准传感器及包括其的称量装置，所述自校准传感器包括自校电机、自校砝码和自校砝码支架，所述自校电机安装在传感器底板上，所述自校砝码支架的一端部固定在所述传感器底板上，另一端部固定在传感器承载部上，且所述自校砝码支架内设置有用于放大力的传力部；所述自校砝码安装在所述自校电机上，且横跨在所述自校砝码支架的上方，所述自校电机驱动所述自校砝码向下运动加载至所述自校砝码支架上，或向上运动远离所述自校砝码支架。本发明在内校机构上增加了力放大机构，通过自校准传感器的实施可以获得更小的自校砝码，对应的自校电机的功率、尺寸等都可以做的很小，使传感器结构简单紧凑，有效减小整体传感器的尺寸。

Description

自校准传感器及包括其的称量装置

技术领域

本发明涉及传感器领域，特别涉及一种自校准传感器及包括其的称量装置。

背景技术

随着环境和时间的变化，电子天平上的称重传感器需要进行重新校正才能保证称重的准确性，大部分的电子天平会配备一个精确砝码来进行校正后再称量。如果没有配备精确砝码则无法对天平进行校正，导致电子天平无法使用，因为精确砝码需要单独保存，这就给使用带来了极大的不便。

针对上述问题，目前的解决方案是在电子天平内部增加一个内校准机构来进行自动校准，这样就不需要额外配备一个外部的测量砝码来进行校正，极大地方便了终端使用客户。例如，将内校机构安装在电子天平里面。这种结构会占用电子天平内部空间体积，为了保证校准的精确性，称量范围越大的称量传感器相应的需要的内校砝码的质量也越大。

自校准传感器是指通过程序控制自校准机构，可以实现传感器的自动校准，不需要人工干预。自校准传感器的核心部件由内校电机、内校砝码和内校砝码支架组成。称量范围越大的传感器相应的需要的自校砝码的质量也越大。

在一些大称量传感器的设计中，由于尺寸和空间的限制，内校砝码的尺寸要求不能太大。这种情况下就限制了内校砝码的重量和大小，因而内校时对应的质量也就不能满足称重传感器内校的称量性能要求。

有鉴于此，本申请发明人设计了一种自校准传感器及包括其的称量装置，以期克服上述技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中内校准传感器在内校时对应的质量不能满足称重传感器内校的称量性能要求的缺陷，提供一种自校准传感器及包括其的称量装置。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种自校准传感器，其特点在于，所述自校准传感器包括自校电机、自校砝码和自校砝码支架，所述自校电机安装在传感器底板上，所述自校砝码支架的一端部固定在所述传感器底板上，另一端部固定在传感器承载部上，且所述自校砝码支架内设置有用于放大力的传力部；

所述自校砝码安装在所述自校电机上，且横跨在所述自校砝码支架的上方，所述自校电机驱动所述自校砝码向下运动加载至所述自校砝码支架上，或向上运动远离所述自校砝码支架。

根据本发明的一个实施例，所述自校砝码支架包括固定部、平行导向部、传力部和连接部，所述固定部与所述传感器底板固定连接，所述平行导向部的一端与所述固定部连接，另一端与所述传力部的一端部铰链连接，所述平行导向部位于所述自校砝码和所述自校电机之间；

所述传力部的另一端部与所述连接部连接，且所述连接部固定至所述传感器承载部上。

根据本发明的一个实施例，所述传力部包括依次连接的第一级杠杆和第二级杠杆，所述第一级杠杆与所述平行导向部连接，所述第二级杠杆与所述连接部连接。

根据本发明的一个实施例，所述第一级杠杆包括由多个连杆组成的第一级连接件，所述连杆之间依次通过铰链连接，所述第一级杠杆的一端与所述固定部固定连接；

所述第二级杠杆包括由多个连杆组成的第二级连接件，所述连杆之间依次通过铰链连接，所述第一级杠杆的另一端与所述第二级杠杆通过铰链连接，且所述第二级杠杆的一端与所述固定部连接，另一端与所述连接部连接。

根据本发明的一个实施例，所述第一级连接件包括第一连杆、第二连杆和第三连杆，所述第一连杆的一端通过铰链与所述固定部连接，所述第一连杆的另一端通过铰链与所述第二连杆的一端连接，所述第二连杆的另一端与所述第三连杆的一端依次连接，所述第三连杆的另一端与所述第二级连接件连接。

根据本发明的一个实施例，所述第二级连接件包括第四连杆、第五连杆和第六连杆，所述第四连杆的一端通过铰链与所述固定部连接，所述第四连杆的另一端通过铰链与所述第五连杆的一端连接，所述第五连杆的另一端通过铰链与所述第六连杆的一端连接，所述第六连杆的另一端与所述连接部连接，且所述第五连杆通过铰链与所述第三连杆连接。

根据本发明的一个实施例，所述第一级连接件中位于两端的所述第一级连接件之间呈一第一夹角。

根据本发明的一个实施例，所述第二级连接件中位于两端的所述第二级连接件之间呈一第二夹角。

根据本发明的一个实施例，所述传力部的力放大倍数为所述自校砝码重量除以所述第一夹角的正弦值和所述第二夹角的正弦值。

本发明还提供了一种称量装置，其特点在于，所述称量装置包括如上所述的自校准传感器。

本发明的积极进步效果在于：

本发明自校准传感器及包括其的称量装置在内校机构上增加了力放大机构，能够用很小的砝码就可以实现大量程传感器的校准，很好的解决了上述问题。

通过所述自校准传感器的实施可以获得更小的自校砝码，对应的自校电机的功率、尺寸等都可以做的很小，使传感器结构简单紧凑，有效减小整体传感器的尺寸。

附图说明

本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1为本发明自校准传感器的结构示意图。

图2为本发明自校准传感器的侧视图。

图3为本发明自校准传感器中自校砝码支架的结构示意图。

图4为本发明自校准传感器中自校砝码支架的传力部的安装示意图。

图5为本发明自校准传感器中自校砝码支架的传力部的结构示意图。

【附图标记】

自校电机 10

自校砝码 20

自校砝码支架 30

传感器底板 40

传感器承载部 50

铰链 60

传力部 31

固定部 32

平行导向部 33

连接部 34

第一连杆 311

第二连杆 312

第三连杆 313

第四连杆 314

第五连杆 315

第六连杆 316

第一夹角 θ1

第二夹角 θ2

具体实施方式

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

现在将详细参考附图描述本发明的实施例。现在将详细参考本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。

此外，尽管本发明中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本发明说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。

此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本发明。

图1为本发明自校准传感器的结构示意图。图2为本发明自校准传感器的侧视图。图3为本发明自校准传感器中自校砝码支架的结构示意图。图4为本发明自校准传感器中自校砝码支架的传力部的安装示意图。图5为本发明自校准传感器中自校砝码支架的传力部的结构示意图。

如图1至图5所示，本发明公开了一种自校准传感器，其包括自校电机10、自校砝码20和自校砝码支架30，自校电机10安装在传感器底板40上，自校砝码支架30的一端部固定在传感器底板40上，另一端部固定在传感器承载部50上，且自校砝码支架30内设置有用于放大力的传力部31。自校砝码20安装在自校电机10上，且横跨在自校砝码支架30的上方，自校电机10驱动自校砝码20向下运动加载至自校砝码支架30上，或向上运动远离自校砝码支架30。

优选地，自校砝码支架30包括固定部32、平行导向部33(同时是加载砝码时的承载部)和连接部34，固定部32与传感器底板40固定连接，平行导向部33的一端与固定部32连接，另一端与传力部31的一端部铰链连接，平行导向部33位于自校砝码20和自校电机10之间。传力部31的另一端部与连接部34连接，且连接部34固定至传感器承载部50上。

当需要加载自校砝码20时，自校电机10带动自校砝码20放置到自校砝码支架30的平行导向部32上，进行自校加载动作，完成传感器的自校后，自校电机10推动自校砝码20离开自校砝码支架30，从而完成整个传感器的自校流程。自校电机10主要用于推动自校砝码20的上下运动。自校砝码20是自校准机构的核心部件，用于对自校准传感器的重量重新赋值。自校砝码支架30主要用于在自校准的过程中支撑自校砝码20，通过自校砝码支撑架30把自校砝码20的重量传递到传感器承载部，对传感器进行重量赋值。

特别优选地，传力部31包括依次连接的第一级杠杆和第二级杠杆，所述第一级杠杆与平行导向部33连接，所述第二级杠杆与连接部34连接。所述第一级杠杆包括由多个连杆组成的第一级连接件，所述连杆之间依次通过铰链连接，所述第一级杠杆的一端与固定部32固定连接。所述第二级杠杆包括由多个连杆组成的第二级连接件，所述第二级连接件之间依次通过铰链连接，所述第一级杠杆的另一端与所述第二级杠杆通过铰链连接，且所述第二级杠杆的一端与固定部32连接，另一端与连接部34连接。

本实施例中优选地，所述第一级连接件包括第一连杆311、第二连杆312和第三连杆313，第一连杆311的一端通过铰链60与固定部32连接，第一连杆311的另一端通过铰链60与第二连杆312的一端连接，第二连杆312的另一端与第三连杆313的一端依次连接，第三连杆313的另一端与所述第二级连接件连接，从而形成所述第一级杠杆。

所述第二级连接件包括第四连杆314、第五连杆315和第六连杆316，第四连杆314的一端通过铰链60与固定部32连接，第四连杆314的另一端通过铰链60与第五连杆315的一端连接，第五连杆315的另一端通过铰链60与第六连杆316的一端连接，第六连杆316的另一端与连接部34连接，从而形成所述第二级杠杆。第五连杆315通过铰链60与第三连杆313连接，使得所述第二级杠杆与所述第一级杠杆相互连接。

值得注意的是，此处所述第一级连接件包括的连杆数量，和所述第二级连接件包括的连杆数据均仅为举例，并不对连杆数量进行限定，可以根据实际杠杆比的需要进行调整，均在本申请的保护范围内。

另外，所述第一级连接件中位于两端的所述第一级连接件之间呈一第一夹角θ1。例如，本实施例中第一连杆311和第三连杆313之间夹角θ1，这个角度可以根据需要的杠杆比调整夹角大小。

同理，所述第二级连接件中位于两端的所述第二级连接件之间呈一第二夹角θ2。例如，本实施例中第四连杆314和第六连杆316之间夹角θ2，这个角度可以根据需要的杠杆比调整夹角大小。

传力部31的力放大倍数为自校砝码20的重量除以第一夹角θ1的正弦值和第二夹角θ2的正弦值。

本发明还提供了一种称量装置，其特点在于，所述称量装置包括如上所述的自校准传感器。

根据上述结构描述，本发明自校准传感器的工作原理是，当传感器开始进行自校准操作时，自校电机10向下运动，把自校砝码20放到自校砝码支架30上，砝码落到自校砝码支架30的承载部，平行导向部33保证第二连杆312垂直方向运动。同时拉动第三连杆313运动，把力传到第五连杆315，然后通过铰链60拉动第六连杆316向下运动。由于第六连杆316通过铰链60与传感器承载部50连接，完成从砝码到传感器力的传递。

本实施例中，所述自校准传感器的放大倍数为砝码重量G除以第三连杆313与第一连杆311的夹角的正弦值，再除以第四连杆314和第六连杆316的夹角的正弦值。如图5所示，放大倍数N＝1/(tgθ1×tgθ2)，具体角度见图。通过自校砝码支架30的放大作用，自校砝码支架30的第六连杆316上获得了经过放大的重量(是原来自校砝码重量的N倍，N为自校砝码支架的放大比)，第六连杆316的一端与传感器的受力端连接，从而把第六连杆316上的力传到传感器上，使传感器感知到比原本自校砝码大N倍的力(符合传感器自校准的重量要求)，完成对传感器的赋值。赋值完成后自校电机10向上运动，把自校砝码20向上推，脱离自校砝码支架30，从而完成整个赋值操作流程。

本发明自校准传感器及包括其的称量装置具有如下优势：

一、有限的尺寸范围内，较大自校砝码重量；

二、采用本发明结构可以很方便解决大量程，小尺寸需求的自校准传感器设计；

三、简单紧凑，有效减小整体传感器的尺寸。

综上所述，本发明自校准传感器及包括其的称量装置在内校机构上增加了力放大机构，能够用很小的砝码就可以实现大量程传感器的校准，很好的解决了上述问题。

通过所述自校准传感器的实施可以获得更小的自校砝码，对应的自校电机的功率、尺寸等都可以做的很小，使传感器结构简单紧凑，有效减小整体传感器的尺寸。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种自校准传感器，其特征在于，所述自校准传感器包括自校电机、自校砝码和自校砝码支架，所述自校电机安装在传感器底板上，所述自校砝码支架的一端部固定在所述传感器底板上，另一端部固定在传感器承载部上，且所述自校砝码支架内设置有用于放大力的传力部；

所述自校砝码支架包括固定部、平行导向部和连接部；所述传力部包括依次连接的第一级杠杆和第二级杠杆，所述第一级杠杆与所述平行导向部连接，所述第二级杠杆与所述连接部连接；

所述第一级杠杆包括由多个连杆组成的第一级连接件，所述连杆之间依次通过铰链连接，所述第一级杠杆的一端与所述固定部固定连接；

所述第二级杠杆包括由多个连杆组成的第二级连接件，所述连杆之间依次通过铰链连接，所述第一级杠杆的另一端与所述第二级杠杆通过铰链连接，且所述第二级杠杆的一端与所述固定部连接，另一端与所述连接部连接；

所述自校砝码安装在所述自校电机上，且横跨在所述自校砝码支架的上方，所述自校电机驱动所述自校砝码向下运动加载至所述自校砝码支架上，或向上运动远离所述自校砝码支架。

2.如权利要求1所述的自校准传感器，其特征在于，所述固定部与所述传感器底板固定连接，所述平行导向部的一端与所述固定部连接，另一端与所述传力部的一端部铰链连接，所述平行导向部位于所述自校砝码和所述自校电机之间；

所述传力部的另一端部与所述连接部连接，且所述连接部固定至所述传感器承载部上。

3.如权利要求1所述的自校准传感器，其特征在于，所述第一级连接件包括第一连杆、第二连杆和第三连杆，所述第一连杆的一端通过铰链与所述固定部连接，所述第一连杆的另一端通过铰链与所述第二连杆的一端连接，所述第二连杆的另一端与所述第三连杆的一端依次连接，所述第三连杆的另一端与所述第二级连接件连接。

4.如权利要求3所述的自校准传感器，其特征在于，所述第二级连接件包括第四连杆、第五连杆和第六连杆，所述第四连杆的一端通过铰链与所述固定部连接，所述第四连杆的另一端通过铰链与所述第五连杆的一端连接，所述第五连杆的另一端通过铰链与所述第六连杆的一端连接，所述第六连杆的另一端与所述连接部连接，且所述第五连杆通过铰链与所述第三连杆连接。

5.如权利要求1或4所述的自校准传感器，其特征在于，所述第一级连接件中位于两端的所述第一级连接件之间呈一第一夹角。

6.如权利要求5所述的自校准传感器，其特征在于，所述第二级连接件中位于两端的所述第二级连接件之间呈一第二夹角。

7.如权利要求6所述的自校准传感器，其特征在于，所述传力部的力放大倍数为所述自校砝码重量除以所述第一夹角的正弦值和所述第二夹角的正弦值。

8.一种称量装置，其特征在于，所述称量装置包括如权利要求1-7任意一项所述的自校准传感器。