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定量自動包裝電子秤是以自動稱量方式將散狀物料按預(yù)定重力等量分裝的稱量裝置,也被稱為灌包秤或充填機，以下簡稱包裝秤。包裝秤是電子稱量與自動控制相結(jié)合的定量自動控制裝置，具有自動完成稱量和定量程序控制的功能。
近幾年來，我所研制了三級給料方式的單稱量斗包裝秤和兩級料方式的雙稱量斗包裝秤。首先檢定精確度為0.05%,包裝效率高，每小時達500-1000袋,定量范圍為10~100kg,適用于具有一定流動性的顆粒或粉狀物料的定量包裝。經(jīng)工業(yè)現(xiàn)場使用，證明性能良好。
二、定量包裝電子秤的設(shè)計
包裝秤主要由秤體和電子稱量控制系統(tǒng)兩部分組成，'秤體部分又由緩沖料斗、給料門、稱量斗及卸料門組成。電子稱量控制系統(tǒng)則由稱量傳感器、稱量控制儀表和動作執(zhí)行元件組成（見圖1）

1.秤體的機械結(jié)構(gòu)及工作原理
秤體的機械結(jié)構(gòu)（見圖2）主要由兩部分組成，即由緩沖料斗、給料門和料門執(zhí)行機構(gòu)（氣動元件）組成的給料裝置和由稱量斗、吊桿、傳感器和框架組成的稱量裝置。
給料門控制給料量，有三級給料和二級給料兩種方式。這兩種給料方式執(zhí)行機構(gòu)的控制比較簡明，給料狀態(tài)比較好。我所研制的兩種型號的包裝秤分別采用了二級和三級給料方式。
稱量斗外形為矩形，矩形稱量斗適合于采用多個傳感器的結(jié)構(gòu)。
稱量斗安裝采用二點或三點吊掛式(見圖3).吊桿的一端連接稱量斗，另一端固定在傳感器上。吊桿有柔性(有絞接點)和剛性(無絞接點)兩種。三吊點呈品字形布置，二吊點則對稱設(shè)置。這兩種安裝形式，吊桿是將物料載荷(包括給料時的動載荷)和稱量斗的自重直接、全部傳遞給傳感器,具有較高的動態(tài)靈敏度。

由于稱量斗安裝采用吊掛式，故選用懸臂梁式傳感器。傳感器安裝和布置應(yīng)注意以下幾點：
(1)安裝基礎(chǔ)的剛度要足夠強，安裝基面應(yīng)垂直于載荷方向，以保證傳感器測重信號的準(zhǔn)確。
(2)應(yīng)盡量使各傳感器受力大小相同。傳感器布置的幾何形心應(yīng)盡量和稱量斗的重心在同一軸線上。
(3)為了加強稱量系統(tǒng)的穩(wěn)定，傳感器的安裝平面應(yīng)高于稱量系統(tǒng)的重心位置。
2.稱量控制裝置的組成及元器件選擇
(1)組成及原理
稱量控制裝置由稱量傳感器和顯示儀表組成。圖4是電子稱量控制裝置原理框圖。

物料重量經(jīng)稱重傳感器測量并變換為電壓信號輸出，三只傳感器輸出的電壓信號經(jīng)運算放大器求和并放大后送入A/D轉(zhuǎn)換器。A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號送單片計算機進行運算處理并對全部稱量過程進行程序控制。稱重數(shù)據(jù)經(jīng)處理后送數(shù)字顯示器。控制信號經(jīng)過光電隔離固態(tài)繼電器輸出直接驅(qū)動電磁閥，電磁閥控制開閉給料門及卸料門的氣缸?？刂七^程中的參數(shù)可通過鍵盤輸入到儀表內(nèi)部的E2PROM存貯器(電可改寫只讀存貯器)，修正方便，關(guān)機后不丟失。現(xiàn)場調(diào)試時，可根據(jù)稱量結(jié)果隨時進行參數(shù)設(shè)定及修改。如用戶需要還可配接打印機或通過串行接口與上位計算機連機。
(2)元器件選擇
由于整個定量灌包系統(tǒng)的動態(tài)摘確度很高(0.1%),工作速度很快(幾秒鐘內(nèi)完成稱量灌裝)，且是長期連續(xù)工作，所以對元器件的選擇要給予高度重視。
首先是傳感器的選擇。傳感器的性能指標(biāo)應(yīng)滿足稱量精度的要求，其結(jié)構(gòu)形式應(yīng)適合于稱量斗安裝形式，使其受力合理而穩(wěn)定。
放大電路設(shè)計需選用高精度、低漂移的放大器。我所研制的包裝秤分別釆用了OP-27和電壓調(diào)理器（含放大器和傳感器激勵源）2B31。后者內(nèi)含低通有源濾波器,但價格較高。
對A/D轉(zhuǎn)換器的選擇應(yīng)從精確度和速度兩方面考慮。對于稱量速度和精確度要求較高的秤，應(yīng)選用逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器，如AD574（12位,25步）。精確度要求再高，可考慮選用14位或16位A/D轉(zhuǎn)換器，如AD1679（14位，10µs）和AD71/72（16位,35µs）。
由于包裝秤的動作頻率高、周期短，所以對控制輸出繼電器有較高的要求。一要動作速度快，二要壽命長。一般電磁繼電器在稱量速度高的包裝秤上很難勝任，最好采用固態(tài)繼電器。固態(tài)繼電器是由雙向可控硅構(gòu)成的無觸點電子開關(guān)，速度快、壽命長，可以滿足要求。
3.抗干擾措施
對于智能化測控儀表的抗干擾應(yīng)從軟、硬件兩方面采取措施。在硬件方面，我們釆用了“看門狗”電路。軟件方面釆用了容錯技術(shù)，如在非程序存貯區(qū)設(shè)置陷井等。軟、硬件兩個方面措施都是為使計算機受干擾程序“跑飛”后,能在瞬間使其恢復(fù)正常，從而避免過程控制岀現(xiàn)失誤。'經(jīng)現(xiàn)場實際對比應(yīng)用證明，效果不錯。

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