带角度测量补偿的叉车秤

2014-04-25陈大伟赵建明

中国科技纵横 2014年5期

关键词：叉子叉车重量

陈大伟赵建明

(天津普瑞赛斯软件开发有限公司,天津 300384)

带角度测量补偿的叉车秤

陈大伟赵建明

(天津普瑞赛斯软件开发有限公司,天津 300384)

叉车以及叉车秤在各个领域内都得到广泛的使用,本文中所述的叉车秤,是叉车叉子在不与地面平行的状态下,通过角度传感器测量,相应的对重量进行补偿,同时进行温度补偿,实时显示当前重物的实际重量值。

角度测量叉车秤

1 概述

叉车被广泛应用于厂矿、仓库、车站、港口、机场、货场、流通中心和配送中心等场所，并可进入船舱、车厢和集装箱内，对成件、包装件以及托盘、集装箱等集装件进行装卸、堆码、拆垛、短途搬运等作业，是托盘运输、集装箱运输必不可少的装备。七十年代，美，德等国家首先开发生产了一种叉车自动称量装置。九十年代后，美国各种形式的叉车几乎都装备了这种自动称量装置和重量显示仪表，使电子称重技术在起重搬用领域内得到了尽情的发挥。

由于叉车的广泛应用，近年来我国很多科研院所和电子衡器厂家进行研究，目前，国内已有不少企业已能生产电子叉车秤。由于叉车适用领域的广泛性，在不同的地方都可以使用，在使用过程中，会有路途颠簸，叉子倾斜等问题，会造成当前显示的重量存在误差，本文中所说的叉车秤，与传统的叉车秤不同，可以根据当前叉子与地面的角度，来补偿角度的变化所产生的重量误差，根据环境温度的不同，对角度传感器进行温度补偿，并且在路途颠簸时，对数据进行稳定处理，从而实时显示当前叉子上重物的实际重量。

图1 叉车秤组成图

2 叉车秤的组成

如图1所示，这种带角度测量补偿的叉车秤，包括角度测量模块和传感器重量采集模块及电子显示秤。所述的称重装置包括两个称重传感器和一个传感器重量采集模块，其中称重传感器与叉车本体的上移架上的侧移架相连接，在侧移架左右两侧各放置一个，而后再在每一个称重传感器上套一个叉车的叉子，在将传感器重量采集模块固定在叉车上移架上端横梁的中间位置，所述的称重传感器和传感器重量采集模块通过两根耐高温传输线连接，每个传感器上各有一根上述的传输线，将称重量传感器输出的信号传给传感器重量采集模块。

所述的角度测量模块与传感器重量采集模块并排放在同一个位置，角度测量模块通过一根抗干扰连接线与传感器重量采集模块相连接，所述的电子显示秤为五位数码显示秤，挂在门架的最上方，方便使用者观察当前显示的重量，电子显示秤上面有一个五针插头，与传感器重量采集模块用一根耐高温传输线相连接，用来传输采集的角度和重量。

3 工作原理

带有角度测量补偿的叉车秤，包括角度测量模块和传感器重量采集模块及电子显示秤，所述称重传感器是张力传感器；两个传感器套在叉车上移架的侧移架上，传感器上面有插槽，将叉车车体的叉子套在插槽内，每个张力传感器包含由两片电阻应变片，当叉子上有重物时，传感器会往斜下方产生张力，电阻应变片会产生形变，传感器会产生的形变转换成电压信号，通过传输线将电压信号传给传感器重量采集模块。

所述传感器重量采集模块固定在上移架的上端，与角度测量模块固定在一起。其包括A/D转换部分、单片机部分、电源转换部分，所述电源转换部分先将电子显示秤供的8V电源转换为5V电源，5V电源再通过电源隔离模块将为电路中的模拟部分供电，所述的A/D转换部分先将从称重传感器采集的电压信号，进行放大，再转换成数字信号传输给单片机，一路传感器的信号称之为一个通道，一共包含两个通道，两个通道的信号分别传输到单片机后，由电子显示秤中的上位机发送串口中断信号，通过串口传输到上位机中。

所述角度测量模块与叉车车架相连，模块中还包括温度传感器，温度传感器实时检测环境温度，将检测到的温度的数字信号传给单片机，通过单片机计算对角度进行温度补偿，那么在叉车车架前后移动时，角度模块随之移动，这样产生角度，角度测量模块将这个角度通过485转化芯片将485形式的角度信号转换成RS232信号，再将角度信号通过串口传输到上位机，传输角度信号与重量信号共用一个串口。

其中，在叉车运送货物的道路有颠簸的时候，重量传感器测量重量会受到影响，本文中的叉车秤对此情况，在软件上采用递推平均滤波法来保证重量的稳定性与准确度。

综上所述，叉车叉子的初始位置是与地面平行，叉车插上重物，叉板的门架可向前向后倾斜，当叉车门架倾斜的时候，产生角度，当前显示重量存在误差，上位机通过串口中断向传感器重量采集模块发中断信号，首先传输重量信号，再传输角度信号，上位机接收到相应信号后，计算出当前重量，在除以当前角度的COS值，这样来补偿因角度倾斜造成的误差。