彈簧式電子秤的製作方法
2023-04-24 00:06:56
專利名稱：彈簧式電子秤的製作方法
技術領域：
本實用新型是以應用可產生彈性形變的元件為特徵的電子稱量儀器。尤其是涉及一種彈簧式電子秤。
傳統使用的彈簧秤，不能用數字顯示，不能與微機以及記錄列印等自動設備配套，因而沒有和自動化生產設備接軌的能力，沒有計價、累計、記錄等功能，所以不能適應現代生產、經營的需要。此外，彈簧秤在使用過程中，彈簧逐漸彈力疲勞，而彈簧秤的重量刻度是一成不變的，致使在製作時本來就不高的稱量精度，還要逐漸降低，其合格的有效使用壽命實際上卻較短。
傳統使用的「電阻應變稱重傳感器電子秤」，雖然可以用數字顯示，也可以與微機及記錄列印等自動化設備配套，但是它的「電阻應變稱重傳感器」製作難度大、材料價高，秤的電路也較複雜，致使秤的造價高，嚴重影響電子秤在我國的普及使用。
本實用新型的目的是為了克服以上所述的兩種秤的缺點，而提供一種既可以數字顯示，又可以與微機及自動化設備接軌配套，並且造價又低廉的一種新型電子秤。
本實用新型的結構有以下五部分組成(1)用特性線呈線性的彈簧作為轉換零件的重力----位移摸擬量轉換機構。(2)通過應用光電轉換的位移摸擬量----電信號數字量轉換器。(3)重量量化電路。(4)解碼、驅動、數字顯示器。(5)重量信號輸出電路。
上述的「用特性線呈線性的彈簧作為轉換零件的重力----位移摸擬量轉換機構」是由承物盤依次連結重力傳力連杆、特性線呈線性的彈簧、彈簧架、調整螺杆和支架外殼組成。
採用「特性線呈線性的彈簧」的最佳選擇，是採用特性線呈線性的螺旋彈簧----計量彈簧。
上述的「通過應用光電轉換的位移模擬量----電信號數字量轉換器」有兩種(A)由發光元件的光通過光學編碼器(光柵、光碼盤等)照射的光敏元件依次連結差動放大器、整形電路、四倍頻(或八、十六倍頻)可逆計數信號邏輯組合電路和可逆計數器組成。
(B)由發光二極的光通過光通面積控制器、光通量信號接收器照射的光敏元件依次連結電壓疊加電路和A/D轉換集成電路(也可以是用組件、組裝的)組成。
上述的重量量化電路也有兩種(A)採用除法器作為量化主件的量化電路。(B)採用分頻器作為量化主件的量化電路。
從以上所述的結構可以看出，本實用新型的技術方案總的指導思想是以秤的重力----位移模擬量轉換機構，將物品的重力，轉換成為與被稱量物品重量大小成正比的彈簧形變(伸長或縮短)的模擬量----彈簧可移動端位移距離的模擬量。然後用「通過光電轉換的位移模擬量----電信號數字量轉換器」(A/D轉換器)，轉換為電信號數字量。進而，再用重量量化電路量化為重量數。這個重量數信號，一方面通過解碼驅動顯示器把重量數顯示出來，另一方面可以接至微機及記錄列印等自動化設備的電路接口，以便擴展秤的自動化功能。
本實用新型有如下特點與「電阻應變稱重傳感器電子秤」相比，不降低稱重精度而降低了造價；與彈簧秤相比(1)可以數字顯示；(2)可以和微機及記錄列印設備配套，增加秤的自動化功能；(3)消除了齒輪間隙造成的誤差；(4)可以用修正量化標準來抵銷彈簧彈性疲勞造成的誤差；(5)可以更換新彈簧，延長秤的使用壽命。
以下結合附圖更詳細說明本實用新型
圖1是彈簧式電子秤機械結構示意圖圖2是光柵測位移----數字轉換電路結構圖圖3是位移模擬量----電壓模擬量----數字量轉換電路結構圖圖4是指示光柵板上裝置光敏元件排列位置示意圖圖5是光通面積控制板圖6是光通量信號接收板機械結構如圖1所示彈簧3通過調整螺杆2與支架外殼1聯接，計量彈簧4的一端固定的彈簧架上，另一端與重力傳力連杆5的一端連結，重力傳力連杆的另一端連結承物盤6，在重力傳力連杆上，上下裝置固定一塊光信號板(標尺光刪板或光通面積控制板)7。光信號配合板(指示光刪或光通量信號接收板)8與光信號板隔一微小間隙平行裝置，固定在支架上。在光信號配合板的背面裝置數隻光敏元件9，其有效面要面向光信號板。在光信號板背後，對應每一片光敏元件，裝一隻發光端面向光敏元件的發光元件10，在支架外殼外面的醒目位置，前後兩面各安裝一組數字顯示器11，在支架外殼外面便於操作的地方，安裝電源開關13，在外殼之內的空閒位置裝置電子線路板12。
如上所述，本實用新型位移模擬量----電信號數字量轉換器和重量量化電路都有兩種，所以
以下結合附圖介紹兩個最佳實施例第一實施例其機械結構如圖1所示。(在本實施例中圖1的光信號板7是標尺光柵，光信號配合板8是指示光柵)本實施例的電路結構如圖2所示四隻發光二極體10-1分別接電源，每一隻的另一端都通過一個限流可變電阻14接地，四片矽光電池9按照在指示光刪上的排列順序，第1和第3片矽光電池的輸出端接到差動放大器15中一個差動放大器的輸入端，第2和第4片矽光電池的輸出端接到另一個差動放大器的輸入端。二差動放大器15的輸出端分別接兩個整形電路16的輸入端，二整形電路16的輸出端接「四倍頻可逆計數信號邏輯組合電路」17兩輸入端，「四位頻可逆計數信號邏輯組合電路」17的兩輸出端(加減脈衝輸出端)一方面接二進位可逆計數器18；另一方面接或門電路19兩輸入端。二進位可逆計數18各輸出端分別與除法器24中的累加器(被除器寄存器)的各輸入連結。重量量化標準數字寄存器23各輸出端，分別與除法器24中的除數寄存器的各輸入端連接。或門電路19的輸出端連結單穩態電路20的觸發端，單穩態電路20的輸出端通過微分電路21接以下三處(1)接除法器24中累加器輸入命令接收端；(2)接除法器24中除數寄存器的輸入命令接收端；(3)通過延時電路22接除法器24中控制電路的「除」指令接收端，除法器24中「商數寄存器」的各輸出端一方面與對應的解碼驅動顯示器各輸入端25連接，另一方面接至微機及記錄列印設備接口。
第二實施例其機械結構也如圖1所示(在本實施例中，圖1光信板7是如圖5所示的光通面積控制板。光信號配合板8是如圖6所示的光通量信號接收板。光敏元件9是矽光電池9-2，發光元件10是發光二板管10-2)。
本實施例的電路結構如圖3所示n只(n是光通量信號接收器上的光窗數)發光二極體10-2正端分別接電源，每一隻的負端都通過一個限流可變電阻26接地。
n片矽光電池9-2的正端都接電源，其負端都連結由(n-1)個電阻27和n個電阻28組成的「電壓疊加電路」，「電壓疊加電路」的輸出端通過輸入電阻29與單片A/D轉換集成電路32的IN+端連結。
從電源引一線通過電阻30和電位器31接單片A/D轉換集成電路32的REF-端，電位器31的中間滑臂接頭端接單片A/D轉換集成電路32的REF+端，單片A/D轉換器的U、T、H各筆劃電極一方面接顯示器33，另一方面接微機及記錄列印設備接口。
附圖4指示光刪板上裝置矽光電池排列位置示意圖。設標尺光刪與指示光刪結合形成的明暗條紋中，一個明暗條紋的寬度為L，每一片矽光電池，有源區被照射的寬度為L/2，四片矽光電池排列依次相差L/4。
附圖5光通面積控制板，大光窗的長與寬要稍大於光通量接收板上全部小光窗佔據面積的總長與總寬，大光窗的下端邊線即為「0」線。
附圖6光通量信號接收板。板上每一個小光窗要稍小於一片矽光電池有源區面積的長與寬，左右兩行交替排列，每一行的兩光窗間隔與光窗的寬度相等，光窗排列佔據的總長度要稍大於該秤最不量重力使該秤彈簧的變形量。光窗的個數＝光窗排列總長度/光窗寬。最上一光窗的上邊線就是「0」線。
權利要求1.一種由重力—位移量轉換機構順序連接位移—數字轉換器、重量量化電路，又分別連接解碼驅動顯示器和重量信號輸出接口為主要組成部分的電子秤，其特徵是重力—位移轉換機構的轉換主件是特性線呈線性的彈簧。
2.如權利要求1所述的電子秤，其特徵是特性線呈線性的彈簧是採用特性線呈線性的螺旋彈簧。
3.如權利要求1所述的電子秤，其特徵是位移—數字量轉換器，是採用通過光電轉換的位移—電信號數字量轉換器。
4.如權利要求3所述的電子秤，其特徵是通過光電轉換的位移—電信號數字轉換器是由發光元件的光透過與彈簧可移動端連接的標尺光柵和與支架相對固定的指示光柵照射光敏元件，及與光敏元件順序連接的差動放大器、整形電路、可逆計數信號邏輯組合電路、可逆計數器組成。
5.如權利要求3所述的電子秤，其特徵是重量量化電路的量化主件是採用的除法器。
6.如權利要求3所述的電子秤，其特徵是通過光電轉換的位移—電信號數字轉換器是由發光二極體的光透過與彈簧可移動端連接的光通面積控制板和與支架相對固定的光通量信號接收板照射矽光電池及與矽光電池順序連接的電壓疊加電路、A/D轉換器組成。
專利摘要彈簧式電子秤是用稱量物品的電子衡器。彈簧式電子秤是由①以特性線呈線性的彈簧，作為轉換零件的重力-位移量轉換機構、②用光刪測位移-數字轉換或者位移模擬量-電壓模擬量-數字量轉換的A/D轉換器、③以除法器或者分頻器為量化元件的重量量化電路、④顯示器及重量信號輸出電路等為主要組成部件的電子秤。彈簧式電子秤和傳統使用的「電阻應變稱量傳感器電子秤」相比，在保持原有精度和功能的情況下，降低了造價。
文檔編號G01G23/37GK2229075SQ95216009
公開日1996年6月12日 申請日期1995年7月11日 優先權日1995年7月11日
發明者楊世勳 申請人:楊世勳