电阻应变式称重传感器迟滞性建模及实验研究*
2021-02-25高贵军寇子明薛政宇
机电工程 2021年2期
王 靖,高贵军*,寇子明,张 昕,薛政宇
(1.太原理工大学 机械与运载工程学院,山西 太原 030024;2.矿山流体控制国家地方联合工程实验室,山西 太原 030024;3.闽江学院 外国语学院,福建 福州 350108)
0 引 言
在采用皮带输送机输送固体散状物料过程中,需要对物料进行连续称重,而电子皮带秤是皮带输送机中对物料进行连续称重的一种计量设备[1]。其中,电阻应变式称重传感器是电子皮带秤系统中最常用的称重传感器,其电阻应变片作为敏感元件可提高电子皮带秤的抗干扰能力和检测灵敏度[2]。
由于电阻应变式称重传感器在称量过程当中出现的迟滞现象,有时称量结果误差会达到5%以上,为了保证电阻应变式称重传感器在称量工作当中的准确性,必须设法减小由于迟滞性带来的称量误差。
起初,为了减小传感器由于迟滞性带来的称量误差,研究人员通过提高传感器精度和增加辅助设备来减小迟滞性(例如:增加传感器数量等),但是成本过高。之后,各国学者提出了通过建立描述迟滞性的数学模型以及曲线拟合等,对迟滞性进行补偿[3]。例如Bouc-Wen模型[4]、Preisach模型[5]、Duhem模型[6]和Prandtle-Ishlinskii模型[7]。其中,Mayergoyz提出的Preisach模型数值实现方法的原理简单、适应范围广、数学表达比较方便,是当前应用最为广泛的迟滞模型[8,9]。但这种离散化数值法不能反映擦除特性,仍然会导致电子皮带秤实际使用过程中出现较大误差[10]。
本研究基于改进前和改进后的Preisach模型[11],对电阻应变式称重传感器的迟滞性进行研究,并给出相关实验验证其正确性,为称重系统当中的迟滞补偿环节提供理论依据。……
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