消除傳輸延時對動態稱重同步數據影響的方法和稱重衡器的製造方法
2023-11-01 07:53:17 1
消除傳輸延時對動態稱重同步數據影響的方法和稱重衡器的製造方法
【專利摘要】本發明提供了一種消除傳輸延時對動態稱重同步數據影響的方法，適用於包含多個數字稱重傳感器和一稱重儀表的稱重衡器，包括：a.將所述多個數字稱重傳感器的同一時刻點採樣的實時數位訊號存入一存儲器；b.所述稱重儀表從所述存儲器中依預定次序將所述多個數字稱重傳感器中的每一個的指定時刻點的所述實時數位訊號；以及c.將所述多個數字稱重傳感器中的每一個的指定時刻點的所述實時數位訊號累加，以獲得該指定時刻點的整體實時數位訊號。本發明還提供了一種消除傳輸延時對動態稱重同步數據影響的稱重衡器。
【專利說明】消除傳輸延時對動態稱重同步數據影響的方法和稱重衡器
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種消除傳輸延時對動態稱重同步數據影響的方法和稱重衡器，本發明尤其適用於具有多個數字稱重傳感器的稱重衡器的動態稱重。
【背景技術】
[0002]隨著數位化技術的發展，數字式稱重衡器被廣泛應用於各行各業。傳統的數字式稱重衡器一般是由多個數字式稱重傳感器和一塊稱重儀表組合而成。其工作原理是稱重儀表首先通過串行數據總線依次讀取各個傳感器採樣的實時數位訊號，再將所有讀到的實時數位訊號累加起來得到整個稱重系統的實時數位訊號，經過複雜的數位訊號處理後計算出物體的重量。這種工作原理有一個缺點，即稱重儀表在依次讀取各個傳感器的實時數位訊號時，由於存在串行數據總線傳輸延時現象，從而導致各個傳感器傳給稱重儀表的實時數位訊號並不是同一個時刻點的(即數據不同步)。稱重儀表將各個不同步的實時數位訊號累加起來從而得到整個稱重系統的數位訊號採樣圖。但是，該圖只能近似地表示出現實情況，並不能真實準確地反映出現實情況。當稱重系統面對以下兩種應用情況時，會產生截然不同的測量結果:
[0003]一方面，當被測物體靜止在測量檯面上時(即靜態稱重)，由於各個傳感器所承載的重量在不同時刻點上相對比較穩定，所以採樣出來的實時數位訊號圖的波動性也很小。稱重儀表將由傳輸延時所引起的不同步實時數位訊號累加起來得到整體實時數位訊號採樣圖。該圖的失真度非常小，幾乎和真實情況保持一致。由此可以看出傳輸延時所帶來的測量誤差對整個稱重系統的測量精度影響不大，在誤差允許的範圍之內。
[0004]另一方面，當被測物體是運動通過測量臺面時(即動態稱重)，由於各個傳感器所承載的重量在不同時刻點上非常不穩定，所以採樣出來的實時數位訊號圖波動也很大。稱重儀表將由傳輸延時所引起的不同步實時數位訊號累加起來得到整體實時數位訊號採樣圖。該圖的失真度比較嚴重，尤其在被測物體重心偏載嚴重的情況下，幾乎不能表示真實情況。由此可以看出傳輸延時所帶來的測量誤差對整個稱重系統的測量精度影響是巨大的。在這種應用情況下，消除傳輸延時所帶來的誤差影響是必要的。
[0005]針對第二種應用情況，本發明提出了一種設計方法，用來消除傳輸延時對數據同步的影響，保證了動態稱重應用的測量精度。
【發明內容】
[0006]本發明旨在提高一種消除傳輸延時對數據同步影響的方法，該方法可以保證在動態稱重應用中多個數字稱重傳感器輸出同步數據，從而提高測量精度。
[0007]本方案的設計思想是多個數字稱重傳感將同一時刻點採樣的實時數位訊號保存到存儲器中，稱重儀表通過命令依次讀取各個傳感器指定時刻點的實時數位訊號，再將這些信號累加起來從而得到整個系統在指定時刻點的實時數位訊號，稱重儀表反覆執行各個指定時刻點的讀取操作，即可得到一個能夠反映真實情況的實時數位訊號圖，從而計算出被測運動物體的重量。該方法保證了多個數字稱重傳感器之間的數據同步，解決了傳輸延時所帶來的測量誤差對計算精度影響的問題。
[0008]根據本發明的一個方面，提供了一種消除傳輸延時對動態稱重同步數據影響的方法，適用於包含多個數字稱重傳感器和一稱重儀表的稱重衡器，包括:a.將所述多個數字稱重傳感器的同一時刻點米樣的實時數位訊號存入一存儲器；b.所述稱重儀表從所述存儲器中依預定次序將所述多個數字稱重傳感器中的每一個的指定時刻點的所述實時數位訊號；以及c.將所述多個數字稱重傳感器中的每一個的指定時刻點的所述實時數位訊號累加，以獲得該指定時刻點的整體實時數位訊號。
[0009]較佳地，在上述的方法中，在所述步驟c之後，該方法進一步包括:針對各個不同的指定時刻點，反覆執行所述步驟a?c ;根據所述各個不同的指定時刻點的整體實時數位訊號，得到實時數位訊號圖；以及根據該實時數位訊號圖，計算出被測物體的重量。
[0010]較佳地，在上述的方法中，所述被測物體是運動物體。
[0011]較佳地，在上述的方法中，所述多個數字稱重傳感器與一同步校準裝置通信連接，其中所述同步校準裝置間隔一預定時間段對所述多個數字稱重傳感器進行採樣時刻點的校準。
[0012]較佳地，在上述的方法中，所述同步校準裝置是GPS全球授時系統。
[0013]較佳地，在上述的方法中，所述存儲器為每一時刻點分配一單獨的存儲空間。
[0014]較佳地，在上述的方法中，所述多個數字稱重傳感器和所述稱重儀表經由CAN串行數據總線連接。
[0015]根據本發明的另一方面，提供了一種消除傳輸延時對動態稱重同步數據影響的稱重衡器，包括:多個數字稱重傳感器，採樣實時數位訊號；存儲器，存儲所述多個數字稱重傳感器採樣的實時數位訊號；稱重儀表，從所述存儲器中依預定次序將所述多個數字稱重傳感器中的每一個的指定時刻點的所述實時數位訊號，將所述多個數字稱重傳感器中的每一個的指定時刻點的所述實時數位訊號累加，以獲得該指定時刻點的整體實時數位訊號。
[0016]較佳地，在上述的稱重衡器中，所述多個數字稱重傳感器與一同步校準裝置通信連接，其中所述同步校準裝置間隔一預定時間段對所述多個數字稱重傳感器進行採樣時刻點的校準。
[0017]較佳地，在上述的稱重衡器中，所述存儲器為每一時刻點分配一單獨的存儲空間。
[0018]應當理解，本發明以上的一般性描述和以下的詳細描述都是示例性和說明性的，並且旨在為如權利要求所述的本發明提供進一步的解釋。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]包括附圖是為提供對本發明進一步的理解，它們被收錄並構成本申請的一部分，附圖示出了本發明的實施例，並與本說明書一起起到解釋本發明原理的作用。附圖中:
[0020]圖1示出了本發明的消除傳輸延時對動態稱重同步數據影響的方法的一個實施例的流程圖。
[0021]圖2示出了本發明的消除傳輸延時對動態稱重同步數據影響的方法的另一實施例的流程圖。
[0022]圖3示意性地示出了本發明的消除傳輸延時對動態稱重同步數據影響的稱重衡 器。
【具體實施方式】
[0023]現在將詳細參考附圖描述本發明的實施例。
[0024]本發明的消除傳輸延時對動態稱重同步數據影響的方法適用於包含多個數字稱重傳感器和一稱重儀表的稱重衡器。如以上已討論的，由於當被測物體是運動物體的應用情況下，消除傳輸延時所帶來的誤差影響是必要的，因此本發明特別適合於被測物體是運動物體的應用環境。
[0025]圖1示出了包含本發明的方法的基本步驟的實施例。根據參考圖1，本發明的消除傳輸延時對動態稱重同步數據影響的方法100主要包括:
[0026]步驟101:將多個數字稱重傳感器，例如rox(型號:SLC820，商標:Powercell PDX A )數字稱重傳感器，的同一時刻點米樣的實時數位訊號存入一存儲器，例如RAM。在上述的步驟中，可以利用模數轉換晶片將模擬信號轉換成數學信號，按隊列先入先出的模式，以一定頻率(例如1000赫茲)進行數位訊號的輸出。以該輸出頻率為基礎，平均分割從當前起始採樣時刻點到下一個起始採樣時刻點之間的時間段，從而組成一個均勻的時刻點集合。
[0027]步驟102:稱重儀表，例如IND780儀表，從該存儲器中依預定次序將該多個數字稱重傳感器中的每一個的指定時刻點的該實時數位訊號。步驟103:將該多個數字稱重傳感器中的每一個的指定時刻點的該實時數位訊號累加，以獲得該指定時刻點的整體實時數位訊號。
[0028]較佳地，該存儲器為每一時刻點分配一單獨的存儲空間，以方便讀取每個時刻點上的實時數位訊號，以及將之保存到相應的存儲空間中去。
[0029]圖2示出了本發明的一個優選實施例。圖2中的步驟201?203同圖1中的步驟101?103相同，因此不再贅述。同圖1所示的實施例相比，圖2所示的實施例在步驟203(即圖1中的步驟103)之後，進一步包括:步驟204:針對各個不同的指定時刻點，反覆執行該步驟201?203 ;步驟205:根據該各個不同的指定時刻點的整體實時數位訊號，得到實時數位訊號圖；以及步驟206:根據該實時數位訊號圖，計算出被測物體的重量。
[0030]較佳地，在圖1和圖2所示的實施例中，該多個數字稱重傳感器還可以與一同步校準裝置通信連接，例如該同步校準裝置優選是GPS全球授時系統。該同步校準裝置可以間隔一預定時間段(例如一秒)對該多個數字稱重傳感器進行採樣時刻點的校準。
[0031]現在轉到圖3，該圖示意性地示出了本發明的消除傳輸延時對動態稱重同步數據影響的稱重衡器的一個實施例。
[0032]如圖所示，本發明的稱重衡器301包括多個數字稱重傳感器302、存儲器303和稱重儀表304。
[0033]該多個數字稱重傳感器302採樣實時數位訊號，通過模數轉換器將物體重量信號轉換成可處理的同步實時數位訊號並保存到存儲器303內，同時等待稱重儀表304通過進行讀取。
[0034]例如，根據本發明的PDX稱重傳感器可以進一步包括以下部件:GPS接收模塊，其主要作用是通過無線數字通信系統接收GPS衛星發射的實時時鐘信號，用以校準模塊內部的實時時鐘，通過內部實時時鐘系統產生周期性脈衝信號(例如周期為I秒)；模數轉換晶片，其主要作用是將模擬信號轉換成數位訊號，以隊列先入先出的模式，按指定頻率(例如頻率為1000赫茲)進行輸出；微控制器，其主要作用是以GPS接收模塊所產生的周期性脈衝信號(例如I秒)更新起始採樣時刻點，以模數轉換晶片產生的輸出頻率(例如:1000赫茲)平均分割從當前起始採樣時刻點到下一個起始採樣時刻點之間的時間段，從而形成一個均勻排列的時刻點集合。
[0035]在動態稱重應用中，由模數轉換晶片來實現同步數據轉換與輸出。其中，每個模數轉換晶片將模擬信號實時轉換成數位訊號後將數位訊號保存到各自的臨時數據隊列中。每個模數轉換晶片將周期性地傳遞脈衝信號給各自的微控制器，通知微控制器從緩衝隊列中讀取轉換數據。各自的微處理按先入先出的原則將轉換數據一一讀出，即讀出每個時刻點的同步數據。
[0036]接著，每個微控制器根據GPS接收模塊發送來的同步脈衝信號將同步數據存儲器初始化。每個微控制器按同步時刻點的對應關係將讀到的同步數據存放入存儲器303的空間中。等待串行CAN總線上稱重儀表304發送來到讀取指定時刻點的同步數據命令，並執行。
[0037]存儲器303存儲該多個數字稱重傳感器301採樣的實時數位訊號。較佳地，該存儲器303可以為每一時刻點分配一單獨的存儲空間。
[0038]稱重儀表304的主要作用是依次讀取每個數字稱重傳感器302的同步實時數位訊號，通過數位訊號處理，計算出被測物體的重量並顯示出來。該稱重儀表304可以從該存儲器303中依預定次序將該多個數字稱重傳感器302中的每一個的指定時刻點的該實時數位訊號，將該多個數字稱重傳感器302中的每一個的指定時刻點的該實時數位訊號累加，以獲得該指定時刻點的整體實時數位訊號。該多個數字稱重傳感器302和該稱重儀表304可以經由CAN串行數據總線連接，以保證傳輸的可靠性。
[0039]根據本發明的一個優選實施例，還可以提供一同步校準裝置通信連接305，例如GPS授時衛星。該多個數字稱重傳感器302可以通過無線數字通信系統發送實時時鐘給每個數字傳感器302進行同步授時工作。該同步校準裝置305可以間隔一預定時間段對該多個數字稱重傳感器302進行採樣時刻點的校準。
[0040]比如，在動態稱重應用中，可以由GPS衛星以及其接收模塊組成的一套校準裝置。GPS授時衛星通過無線數字通信系統將高精度的實時時鐘發生給各個GPS接收模塊，進行自我校時。校時後的各個GPS接收模塊以當前實時時鐘為基礎產生周期性脈衝信號傳遞給各自的微控制器，進行採樣時刻點校準。由於GPS授時衛星的實時時鐘精度極高(誤差只有4到5個微秒)，所以每個經過校對後的GPS接收模塊之間的實時時鐘誤差極小，基本可以忽略不計，從而使得每個GPS模塊產生出的脈衝信號在時刻點上基本一致，即每個傳感器的採樣時刻點同步。
[0041]本領域技術人員可顯見，可對本發明的上述示例性實施例進行各種修改和變型而不偏離本發明的精神和範圍。因此，旨在使本發明覆蓋落在所附權利要求書及其等效技術方案範圍內的對本發明的修改和變型。
【權利要求】
1.一種消除傳輸延時對動態稱重同步數據影響的方法，適用於包含多個數字稱重傳感器和一稱重儀表的稱重衡器,包括: a.將所述多個數字稱重傳感器的同一時刻點採樣的實時數位訊號存入一存儲器； b.所述稱重儀表從所述存儲器中依預定次序將所述多個數字稱重傳感器中的每一個的指定時刻點的所述實時數位訊號；以及 c.將所述多個數字稱重傳感器中的每一個的指定時刻點的所述實時數位訊號累加，以獲得該指定時刻點的整體實時數位訊號。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，在所述步驟c之後，該方法進一步包括: 針對各個不同的指定時刻點，反覆執行所述步驟a?c ; 根據所述各個不同的指定時刻點的整體實時數位訊號，得到實時數位訊號圖；以及 根據該實時數位訊號圖，計算出被測物體的重量。
3.如權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述被測物體是運動物體。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述多個數字稱重傳感器與一同步校準裝置通信連接，其中所述同步校準裝置間隔一預定時間段對所述多個數字稱重傳感器進行採樣時刻點的校準。
5.如權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述同步校準裝置是GPS全球授時系統。
6.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述存儲器為每一時刻點分配一單獨的存儲空間。
7.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述多個數字稱重傳感器和所述稱重儀表經由CAN串行數據總線連接。
8.一種消除傳輸延時對動態稱重同步數據影響的稱重衡器，包括: 多個數字稱重傳感器，採樣實時數位訊號； 存儲器，存儲所述多個數字稱重傳感器採樣的實時數位訊號；以及 稱重儀表，從所述存儲器中依預定次序將所述多個數字稱重傳感器中的每一個的指定時刻點的所述實時數位訊號，將所述多個數字稱重傳感器中的每一個的指定時刻點的所述實時數位訊號累加，以獲得該指定時刻點的整體實時數位訊號。
9.如權利要求8所述的稱重衡器，其特徵在於，所述多個數字稱重傳感器與一同步校準裝置通信連接，其中所述同步校準裝置間隔一預定時間段對所述多個數字稱重傳感器進行採樣時刻點的校準。
10.如權利要求8所述的稱重衡器，其特徵在於，所述存儲器為每一時刻點分配一單獨的存儲空間。
【文檔編號】G01G19/03GK104034399SQ201310067282
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2013年3月4日 優先權日:2013年3月4日
【發明者】周亮, 高酩, 楊建強, 陳亞平 申請人:梅特勒-託利多(常州)精密儀器有限公司, 梅特勒-託利多(常州)測量技術有限公司, 梅特勒-託利多(常州)稱重設備系統有限公司