一种无线传输数字式电子皮带秤的设计

0 引 言

    传统的电子皮带秤是将皮带负荷以及皮带运行速度用模拟信号传输到远方的皮带秤显示仪表，经常产生因信号干扰和衰减而造成的测量误差，同时还存在现场铺设通信电缆困难的实际问题。无线传输数字式电子皮带秤，是将数字式发送器与皮带秤显示积算器之间的信息交换采用无线或有线的数字式传输方式，皮带秤显示积算器与上位机或其他显示装置之间的信息交换采用无线的数字式传输方式。这种全新的传输方式，既解决了传统模拟传输无法解决的信号干扰和衰减问题，又能解决长距离铺设电缆的施工难度和高昂的成本问题[1-2]。

1 工作原理

    电子皮带秤的工作原理是把皮带上所运载的单位长度上的质量q（kg/m）与物料的速度 v（m/s，用皮带的速度来代替）相乘，然后对时间 （ts）进行积分，从而得到物料的输送量。这种计量方式的理论推导简介如下：

dw = q·dx

dx = v·dt

    dx 段的物料 dw = q·v·dt    把 X₀到 X₁这一段物料从皮带称上通过的前后时间相应地定为t₀，t₁，则在时间t₀～t₁内输送并称量的物料为

    为得到实际输送量，数字式发送器需要测量单位长度上的质量 q（kg/m）与物料的速度 v（m/s），并将以上参数预处理后以编码形式送往显示积算器[3-4]。电子皮带秤工作原理如图 1 所示。

    无线传输数字式电子皮带秤是将传统的模拟、有线式电子皮带秤分为 2 部分：即将原来电子皮带秤仪表中的模拟部分、速度检测部分及其模数转换部分，再加入无线收发电路作为皮带秤专用的“数字式发送器”，安装在皮带秤架附近的机架上；将原来电子皮带秤仪表中的显示部分、操作菜单及输入输出接口部分，再加入无线收发电路作为皮带秤专用的“显示积算器”，安装在操作人员边上适当的地方。数字式发送器与显示积算器之间的信息交换采用无线数字式传输方式。当数字式发送器与显示积算器之间的距离较近，铺设电缆又较方便的话，也可以采用有线数字式传输方式。显示积算器与上位机或其他显示装置之间的信息交换采用无线数字式传输方式。

    由数字式发送器的模拟部分提供称重传感器直流桥压，并将称重传感器的输出电压放大、滤波后进行 A/D 转换。数字式发送器接受测速传感器送来的由皮带的速度转换成的脉冲信号。数字式发送器将正比于皮带负荷的 A/D 转换结果及速度信号，经预处理后，用数字通信的方式经光电耦合隔离，再采用无线或有线的方式送往显示积算器。

    显示积算器接受由数字式发送器送来经过处理的皮带负荷及速度信号，对以上两路信号积分，求出物料输送量，并进行数据显示，打印以及通过接口与上位机进行通信，以达到集中控制及数据采集的目的[5-6]。