[发明专利]复合量程传感器跨量程测量质量质心的方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于测量设备技术领域，涉及一种复合量程传感器跨量程测量质量质心的方法及其测量装置。

背景技术

质量质心测量技术如悬吊法、天平法、力矩平衡法等到如今已非常成熟，其中力矩平衡法以其精度高、结构简单、施工便利、操作方便的优点得到了较广泛的应用。力矩平衡法是利用称重式原理的测量方法，实际应用中采用依据被测物的质量和几何尺寸特点而研制的专用的测量装置进行测量。但现有的这些装置以及方法仍存在有很多的缺点，主要表现在：1)通用性差——现有测量系统采用的是单量程称重传感器，由于称重传感器量程限制，一般只能用于质量相近物体的测试，跨量程测试困难很大，即在一个测量系统中，如果不同的被测物体的质量称量量程有相当大的跨度，则采用传统的传感器组秤方案要保证每一个被测物体的质量称量的当量精度就会存在风险；2)安装调试困难——由于采用的是传统模拟式称重结构，传感器安装条件对测量精度影响极大，空间尺寸的限制也无法同时安装多种不同量程规格的传感器，从而造成高精度测量的调试要求高、难度大；3)测量精度难以提高——现有的质量测量装置多以3级秤为标准，进一步提高难度很大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，提供一种设计方案合理、通用性好、测试效率高、可实现一个系统进行跨量程测量而不损失测量精度的复合量程传感器跨量程测量质量质心的方法，同时提供一种用于实现该跨量程测量质量质心方法的测量装置。

本发明提供的复合量程传感器跨量程测量质量质心的方法包括测量质量径向质心的方法和测量质量轴向质心的方法，其中：

测量质量径向质心的方法是利用三点力矩平衡的原理，使被测物体支承于由三只在Z-Y平面坐标系上有确定坐标位置P1(Z1、Y1)、P2(Z2、Y2)、P3(Z3、Y3)的双量程轮辐式测力称重传感器支撑的测量系中，由各传感器测得的载荷值之和即为被测件的重量，根据力平衡原理可得到方程

∑Mz＝0    ∑My＝0            (1)

求解方程组(1)，即可得到径向质心相对于测量坐标系的几何位置

Y＝(P3*Y3+P2*Y2-P1*Y1)/G

Z＝(P1*Z1+P2*Z2-P3*Z3)/G    (2)

再经过坐标系转换即可得到质心在被测件坐标系上的坐标，(2)式中：

测量质量轴向质心的方法同样是利用三点力矩平衡的原理，使被测物体支承于由三只在X-Y平面坐标系上有确定坐标位置P1(X1、Y1)、P2(X2、Y2)、P3(X3、Y3)的双量程轮辐式测力称重传感器支撑的测量系中，由各传感器测得的载荷值之和即为被测件的重量，根据力平衡原理可得到方程

∑Mx＝0    ∑My＝0        (3)

求解方程组(3)，即可得到径向质心相对于测量坐标系的几何位置

Y＝(P3*Y3+P2*Y2-P1*Y1)/G

X＝(P1*X1+P2*X2-P3*X3)/G    (4)

再经过坐标系转换即可得到质心在被测件坐标系上的坐标，(4)式中：