電磁力平衡式電子秤及計價秤的製作方法
2023-05-26 13:37:11 4
專利名稱：電磁力平衡式電子秤及計價秤的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電子案秤，尤其是電磁力電子秤和計價秤。
目前商業用的案秤，大多是機械槓桿式和彈簧式兩種。這類秤雖然結構簡單，價格便宜，但存在著很多缺點，如機械槓桿式案秤操作麻煩(需要加減秤砣，來回撥動遊鉈，使槓桿平衡)，讀數精度不高(用眼睛看標尺刻度存在人為誤差)，特別是秤體不封閉，不法商人容易在秤上作弊，坑害顧客。機械彈簧式秤由於受金屬材料本身彈性及製作工藝的影響，使受力與形變的關係產生誤差，以及長期蠕變，會造成更大的誤差，往往達不到商用三級秤的計量要求，一時還難以徹底解決。現在市場上使用的電子秤，一般均採用電阻應變片式傳感器作為力-電轉換元件，但該種傳感器仍依靠金屬彈性體受力產生形變的原理，因此也受材料本身性能及工藝水平的限制，且國內產品質量很不穩定，儘管對各種誤差進行了修正補償，增加了電路的複雜性，也難以保證質量。進口傳感器質量較好，但價格較貴。計價部分大多採用單片微機及相關電路，為此則使成本增高，在大商店和超市中使用的電子計價秤，大多採用進口傳感器及微機，功能較齊全，但價格也較貴，不適用於中、小商店。
本實用新型的目的是為廣大中、小商店提供一種操作簡便、讀數精度高、價格適中的電子案秤及電子計價秤。
實現本實用新型目的的技術方案如下它具有槓桿式機械結構部分和電子線路兩大部分。槓桿式機械部分是在底盤上裝有槓桿支點架，在槓桿支點架頂部裝有刀承架，刀承架與槓桿上的支承刀接觸，槓桿被支承刀分為兩部分，在其中一部分上裝有刀口向上的盤託支承刀，盤託支承刀與盤託接觸，在盤託上裝有秤盤，在盤託下裝有秤盤拉杆系統，拉杆系統與底盤連接，在槓桿的端部裝有零位調節螺母。在槓桿的另一部分上裝有平衡塊，在靠近端部處裝有光電檢測器，光電檢測器的支架與底盤連接，在端部裝有電流線圈，在底盤上與電流線圈對應位置裝有永久磁鐵裝置。為了消除磁鐵對槓桿的直接作用力，與線圈相連的的槓桿臂採用了無磁性金屬材料(如黃銅、無磁不鏽鋼等)製成。電子線路部分裝有光電檢測電路，光電檢測電路與電流輸出電路相連。電流輸出電路與取樣電路相連，取樣電路與A/D轉換電路相連。A/D轉換電路分別與解碼驅動顯示電路、溫度補償電路、計算器接口電路相連。計算器接口電路再與計算器連接。整個電路部分由電源電路供電。
本實用新型電磁力平衡式電子秤及計價秤的另一改進是，永久磁鐵裝置是由磁芯和套在磁芯外，且與磁芯有一定間隙的磁罐和蓋在磁芯上的磁扼製成，電流線圈纏繞在線圈架上，線圈架上的上端有一銑有多個凹槽的散熱片。永久磁鐵磁芯由釹鐵硼永磁材料製成，電流線圈的線圈架是由鋁合金製成。
本實用新型有具下列優點1)由於採用了槓桿式機械結構和利用電磁力經光電檢測反饋控制實現力與重量的自動平衡，減少了機械系統和電路對測量精度的影響。採用數字顯示進一步提高了讀數精度。
2)由於採用了價格較便宜的通用計算器及接口電路與稱量輸出直接連接能直接顯示稱重量，又能進行各種計算運算，因此使用方便。
3)因為不採用增鉈與遊鉈，使得操作簡便，稱量快速。
下面通過附圖及實施例對本實用新型作進一步說明。
圖1為本實用新型的機械部分示意圖；圖2為本實用新型電路部分方塊圖3為本實用新型永久磁鐵裝置示意圖；圖4為本實用新型線圈架外形示意圖。
從圖1看出在底盤1的上面裝有槓桿支架8，在槓桿支承架頂部裝有刀承架和槓桿上的支承刀7，槓桿被支承刀分為左、右兩部分，在左邊槓桿上裝有刀口向上的盤託支承刀口，盤託支承刀口與託盤9接觸，在託盤上裝有稱盤。在盤託下裝有稱盤拉杆系統11，以防止稱盤傾斜，拉杆系統與底盤1連接。在槓桿的端部裝有零位調節螺母。在槓桿右邊，裝有平衡塊5，經零位調整後鎖定在槓桿上。在靠右邊端部處裝有光電檢測器4，由紅外發光管和光敏管組成，固定在與底座相連的支架上，當槓桿臂在發光管和光敏管之間上下擺動時，使光敏管接收光的光強產生變化，從而使光敏管輸出電流產生變化。在槓桿端部裝有電流線圈3，電流線圈繞在線圈架16上，線圈架上端有一銑有多凹槽的散熱片17，並有一個與槓桿連接的槽孔18。在底盤上與電流線圈對應位置裝有永久磁鐵裝置2，永久磁鐵裝置由釹鐵硼永磁鐵製成的磁芯13和套在磁芯外且與磁芯有一空隙的磁罐14和蓋在磁芯上的磁軛15製成。線圈大小與磁軛中縫隙的尺寸互相配合，線圈在磁軛中垂直上下移動時不發生摩擦。當稱盤上不加重量時，槓桿支點兩端只受稱體結構本身自重產生的力矩作用，經過調節可以使兩端力矩相等，槓桿系統處於零位平衡狀態，光電檢測信號為零，線圈中沒有電流，不產生電磁力。當有重物置於稱盤上時，槓桿系統原來的平衡狀態被破壞，槓桿將繞支點作反時針方向旋轉一個微小角度，光電檢測器能檢測到槓桿的微位移，產生一個光電信號電壓，經電路放大後推動電流輸出電路，給線圈提供一個相應大小的電流，這個電流所產生的磁場與永久磁鐵的磁場相互作用，即產生一個電磁力，這個電磁力形成的力矩正好等於秤盤上重物所產生的力矩，槓桿就處於一個新的平衡狀態。如果這兩個力矩不相等，如電流過大，電磁力所產生的力矩大於重物所產生的力矩，槓桿就會反向偏轉，光電檢測器就會感應出一個反向訊號電壓，使線圈電流減小，電磁力矩減小，最終導致兩端力矩相等，達到槓桿平衡為止。被稱物體的重量，是和磁鐵磁場強度，線圈電流大小，以及槓桿臂比成正比。如果槓桿臂比一定，磁鐵磁場不變，重量就只與電流大小成正比，即被稱物體的重量就只與線圈中的電流大小成正比，W=KI,K為比例係數，W為物體重量，I為線圈中電流大小。
本實用新型實施例的各電路關係如圖2表示，光電檢測電路21與電流輸出電路22相連，電流輸出電路與取樣電路23相連，取樣電路與A/D轉換電路相連。如作為電子秤，A/D轉換電路與解碼驅動顯示電路25相連；如作為計價秤，A/D轉換電路與計算器接口電路27相連，計算器接口電路再與計算器28相連。整個電路部分由電源電路29供電。A/D轉換電路還與溫度補償電路相連，以自動校正環境溫度造成的示值誤差。
權利要求1.一種電磁力平衡式電子秤及計價秤，具有槓桿式機械結構部分和電子線路部分，其特徵為所述機械部分是在底盤上安裝有槓桿支點架(8)，在槓桿支點架頂部裝有刀承架，刀承架與槓桿上的支承刀(7)接觸，槓桿被支承刀分為兩部分，在其中一部分上裝有刀口向上的盤託支承刀，盤託支承刀與盤託(9)接觸，在盤託上裝有稱盤，在盤託下裝有稱盤拉杆系統(11)，拉杆系統與底盤連接，在槓桿的端部裝有零位調節螺母，在槓桿的另一部分上裝有平衡塊(5)，在靠近端部處裝有光電檢測器(4)，光電檢測器的支架與底盤連接，在端部裝有電流線圈(3)，在底盤上與電流線圈對應位置裝有永久磁鐵裝置(2)，所述電子線路部分是在光電檢測器(4)與光電檢測電路相連，光電檢測電路與電流輸出電路相連，電流輸出電路與取樣電路相連，取樣電路與A/D轉換電路相連，A/D轉換電路分別與解碼驅動顯示電路、溫度補償電路、計算器接口電路相連，計算器接口電路再與計算器連接，整個電路部分由電源電路供電。
2.根據權利要求1所述的電磁力平衡式電子秤及計價秤，其特徵為永久磁鐵裝置是由磁心和套在磁心外且與磁心有一定間隙的磁罐和蓋在磁心上的磁軛製成，電流線圈纏繞在線圈架上，線圈架的上端有一銑有多個凹槽的散熱片。
3.根據權利要求2所述的電磁力平衡式電子秤及計價秤，其特徵為永久磁鐵由釹鐵硼永磁材料製成，電流線圈的線圈架是由鋁合金製成。
專利摘要本實用新型涉及電子秤，採用槓桿式機械結構和電子線路兩部分組成，利用槓桿位移、光電檢測、電磁力反饋控制，實現力與重量的自動平衡，最後數字顯示出被稱物體的重量、具有精度高、操作簡便、稱量快、價格便宜的特點。
文檔編號G01G19/40GK2336346SQ9820252
公開日1999年9月1日 申請日期1998年3月18日 優先權日1998年3月18日
發明者王虹, 黃育琴 申請人:王虹, 黃育琴