[发明专利]一种磁悬浮称重系统及其控制方法

说明书

本发明提供一种磁悬浮称重系统及其控制方法，包括箱体；所述箱体的顶部安装有称重机构，所述称重机构包括磁悬浮组件、悬浮物和盛物盘，所述盛物盘连接在悬浮物下方；所述磁悬浮组件包括光电位移传感器、线路板、电磁线圈和显示屏；所述悬浮物位于电磁线圈的正下方；所述光电位移传感器用于测量悬浮物与电磁线圈之间的距离；所述线路板分别与光电位移传感器和电磁线圈连接。本发明能够根据盛物盘中所加不同质量的物体，自动调节电磁线圈上的电流，变化的电流与物体的质量精确对应，从而达到间接测重的目的；该称重系统利用磁力平衡物体重力，消除了传统电子秤秤体的机械摩擦，提高了测量精度。

技术领域

本发明属于磁悬浮领域，尤其涉及一种磁悬浮称重系统及其控制方法。

背景技术

传统电子秤的误差主要来源于以下几个方面：四角偏载误差、称量误差、鉴别力误差及重复性误差。四角偏载误差来源于称重传感器的灵敏度；传感器称量的线性变化、零点漂移和称重台擦靠都是造成称量误差的直接原因；机械连接中的摩擦和应力是鉴别力误差的主要来源；重复性误差是由一些比较固定的因素影响而产生的,如称重测量时的温度、湿度、风力、重力场等环境条件变化所引起的。通过以上分析发现，四角偏载误差、称量误差、鉴别力误差的产生都与称重系统的设计结构有关，称量过程中无法避免摩擦力对称量精度的影响。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种磁悬浮称重系统及其控制方法，能够根据盛物盘中所加不同质量的物体，自动调节电磁线圈上的电流，变化的电流与物体的质量精确对应，从而达到间接测重的目的；该称重系统利用磁力平衡物体重力，消除了传统电子秤秤体的机械摩擦，提高了测量精度。

本发明的技术方案是：一种磁悬浮称重系统，包括箱体；所述箱体的顶部安装有称重机构，所述称重机构包括磁悬浮组件、悬浮物和盛物盘，所述盛物盘连接在悬浮物下方；所述磁悬浮组件包括光电位移传感器、线路板、电磁线圈和显示屏；所述悬浮物位于电磁线圈的正下方；所述光电位移传感器用于测量悬浮物与电磁线圈之间的距离；所述线路板分别与光电位移传感器和电磁线圈连接。

上述方案中，所述光电位移传感器包括平行光源和感光元件，平行光源和感光元件分别置于电磁线圈的左右两端。

进一步的，所述感光元件为硅光电池。

进一步的，所述硅光电池包括第一硅光电池和第二硅光电池；第一硅光电池和第二硅光电池上下布置与平行光源形成差动式光电位移传感器。

上述方案中，所述线路板包括电源模块、光电位移传感器输出信号处理模块、PID控制电路模块、驱动电路模块、A/D转换模块、微控制单元MCU、超重报警模块和显示模块；

所述电源模块用于为系统提供电源；

所述光电位移传感器输出信号处理模块用于对检测到的悬浮物的位置信号进行滤波除杂处理；

所述PID控制电路模块用于对光电位移传感器的检测到的信号差进行处理，并作为驱动电路模块的输入，控制悬浮物维持在同一平衡点处；

所述驱动电路模块用于调节电磁线圈的电流大小；

所述A/D转换模块用于将电磁线圈上的电压信号转换成数字信号；

所述微控制单元MCU用于将A/D转换模块输出的数字信号与预设值进行对比，当超过预设值时，控制超重报警模块报警；

所述超重报警模块用于当盛物盘中的物体重量超过报警预设重量值时发出警报；

所述显示模块用于显示物体质量数据。

上述方案中，所述箱体的四周用黑色绝缘胶带覆盖。

上述方案中，所述电磁线圈的电压v与被测物体的质量m满足以下关系：

m＝av+b，呈现正比例线性关系，其中a为拟合直线的斜率，b为截距。