智能模拟式称重传感器及其自诊断方法

摘要

本发明提供了一种智能模拟式称重传感器，包括弹性体，固定于所述弹性体上的电阻应力片、组桥电路板和电缆接头，以及一端连接于所述电缆接头的电缆线，其中该智能模拟式称重传感器进一步包括：自诊断电路板，经由所述电缆接头和所述电缆线同所述组桥电路板信号连接；信号分流器，与所述电缆线的另一端相连接；以及传感器信号接头和通讯接头，分别连接至所述信号分流器，其中所述信号分流器将来自所述自诊断电路板的信号分流成传送至所述传感器信号接头的传感器信号和传送至所述通讯接头的诊断信号。本发明还提供了一种使用如上所述的智能模拟式称重传感器的自诊断方法。

权利要求

1.一种智能模拟式称重传感器，包括弹性体，固定于所述弹性体上的电阻应力片、组桥电路板和电缆接头，以及一端连接于所述电缆接头的电缆线，其特征在于，该智能模拟式称重传感器进一步包括：自诊断电路板，经由所述电缆接头和所述电缆线同所述组桥电路板信号连接；

信号分流器，与所述电缆线的另一端相连接；以及

传感器信号接头和通讯接头，分别连接至所述信号分流器，其中，所述信号分流器将来自所述自诊断电路板的信号分流成传送至所述传感器信号接头的传感器信号和传送至所述通讯接头的诊断信号。

2.如权利要求1所述的智能模拟式称重传感器，其特征在于，所述自诊断电路板同所述信号分流器形成为一整体。

3.如权利要求1所述的智能模拟式称重传感器，其特征在于，所述自诊断电路板设置于所述弹性体上。

4.如权利要求1所述的智能模拟式称重传感器，其特征在于，所述自诊断电路板包括：主控制器、预置电阻以及同所述主控制器信号连接的模数转换电路、电压测量电路、温度测量电路、数据存储电路和通讯电路，其中，所述模数转换电路连接于所述组桥电路板的输出端和所述主控制器之间；

其中，所述电压测量电路测量所述电阻应力片的激励信号其中，所述温度测量电路测量环境温度；

其中，所述数据存储电路内存储有所述智能模拟式称重传感器的一组标准参数值。

5.如权利要求4所述的智能模拟式称重传感器，其特征在于，所述自诊断电路板还包括一测量该智能模拟式称重传感器的安装角度的角度测量电路。

6.一种使用如权利要求4或5所述的智能模拟式称重传感器的自诊断方法，其特征在于，包括：移除所述智能模拟式称重传感器上的重物；

所述模数转换转换电路将所述电阻应力片的零点模拟信号转换为零点数字信号传送至所述主控制器；

所述主控制器将该零点数字信号同所述数据存储电路内存储的所述一组标准参数值中的一零点出产值进行比较，以确定是否存在零点超差；

所述主控制器使所述电阻应力片的模拟信号流经预置电阻，以测量满量程状态下的满量程数字信号；

所述主控制器将所述满量程数字信号同所述数据存储电路内存储的所述一组标准参数值中的满量程出产值进行比较，以确定是否存在满量程超差；以及所述主控制器通过所述通讯电路输出上述判断的结果。

7.如权利要求6所述的自诊断方法，其特征在于，还包括：在所述自诊断方法的整个过程中，所述温度测量电路定时测量环境温度，并将该环境温度传送至所述主控制器；

该主控制器将该环境温度同所述数据存储电路内存储的所述一组标准参数值中的温度范围数据进行对比，以判断是否存在超温使用；以及如果存在超温使用，则将超温数据记录于所述数据存储电路中。

8.如权利要求6所述的自诊断方法，其特征在于，所述自诊断电路板还包括一测量该智能模拟式称重传感器的安装角度的角度测量电路，该自诊断方法进一步包括：在所述自诊断方法的整个过程中，所述角度测量电路定时测量所述安装角度，并将该安装角度传送至所述主控制器；以及该主控制器将该安装角度同所述数据存储电路内存储的所述一组标准参数值中的安装角度范围数据进行对比，以判断该智能模拟式称重传感器的安装是否水平。

9.如权利要求6所述的自诊断方法，其特征在于，紧接着所述模数转换转换电路将所述电阻应力片的零点模拟信号转换为零点数字信号传送至所述主控制器的步骤之后，还包括所述主控制器判断是否读取到所述零点数字信号的步骤。

说明书

智能模拟式称重传感器及其自诊断方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种智能模拟式称重传感器及其自诊断方法，尤其涉及一种带自诊断功能、能对错误进行报警和记录的智能模拟式称重传感器及其自诊断方法。

背景技术

[0002] 传统的模拟式称重传感器由弹性体，固定在弹性体上的电阻应变片，组桥电路，电缆接头和电缆线组成。当弹性体受到外力产生变形时，使固定在弹性体上的电阻应变片也同时变形，导致阻值变化，通过组桥电路将重量信号转换为模拟电信号，最后通过电缆线输出。由于只有一个电信号线缆接头，当传感器发生故障时，必须使用外部设备，例如万用表，对传感器进行检修。在多只传感器组网工作的情况下，当其中一只出现故障时，需要对每只传感器进行检测才能找到出故障的传感器，这给维护工作带来了极大的不便。传感器如果安装或者使用不当，会对传感器造成损坏，缩短传感器的使用寿命。

发明内容

[0003] 本发明旨在提供一种智能模拟式称重传感器及其自诊断方法。本发明可以在不影响传感器性能的情况下，实现故障的自诊断，并能对传感器的错误使用进行报警和记录，极大的提高了维护的效率，保证了传感器的使用寿命。

[0004] 具体地，根据本发明的一个方面，提供了一种智能模拟式称重传感器，包括弹性体，固定于所述弹性体上的电阻应力片、组桥电路板和电缆接头，以及一端连接于所述电缆接头的电缆线，其中该智能模拟式称重传感器进一步包括：自诊断电路板，经由所述电缆接头和所述电缆线同所述组桥电路板信号连接；信号分流器，与所述电缆线的另一端相连接；以及传感器信号接头和通讯接头，分别连接至所述信号分流器，其中所述信号分流器将来自所述自诊断电路板的信号分流成传送至所述传感器信号接头的传感器信号和传送至所述通讯接头的诊断信号。

[0005] 较佳地，在上述的智能模拟式称重传感器中，所述自诊断电路板同所述信号分流器形成为一整体。

[0006] 较佳地，在上述的智能模拟式称重传感器中，所述自诊断电路板设置于所述弹性体上。

[0007] 较佳地，在上述的智能模拟式称重传感器中，所述自诊断电路板包括：主控制器、预置电阻以及同所述主控制器信号连接的模数转换电路、电压测量电路、温度测量电路、数据存储电路和通讯电路，其中，所述模数转换电路连接于所述组桥电路板的输出端和所述主控制器之间；其中，所述电压测量电路测量所述电阻应力片的激励信号；其中，所述温度测量电路测量环境温度；其中，所述数据存储电路内存储有所述智能模拟式称重传感器的一组标准参数值。

[0008] 较佳地，在上述的智能模拟式称重传感器中，所述自诊断电路板还包括一测量该智能模拟式称重传感器的安装角度的角度测量电路。

[0009] 此外，根据本发明的另一方面，提供了一种使用如上所述的智能模拟式称重传感器的自诊断方法，该方法包括：移除所述智能模拟式称重传感器上的重物；所述模数转换转换电路将所述电阻应力片的零点模拟信号转换为零点数字信号传送至所述主控制器；所述主控制器将该零点数字信号同所述数据存储电路内存储的所述一组标准参数值中的一零点出产值进行比较，以确定是否存在零点超差；所述主控制器使所述电阻应力片的模拟信号流经预置电阻，以测量满量程状态下的满量程数字信号；所述主控制器将所述满量程数字信号同所述数据存储电路内存储的所述一组标准参数值中的满量程出产值进行比较，以确定是否存在满量程超差；以及所述主控制器通过所述通讯电路输出上述判断的结果。

[0010] 较佳地，在上述的自诊断方法中，还包括：在所述自诊断方法的整个过程中，所述温度测量电路定时测量环境温度，并将该环境温度传送至所述主控制器；该主控制器将该环境温度同所述数据存储电路内存储的所述一组标准参数值中的温度范围数据进行对比，以判断是否存在超温使用；以及如果存在超温使用，则将超温数据记录于所述数据存储电路中。

[0011] 较佳地，在上述的自诊断方法中，所述自诊断电路板还包括一测量该智能模拟式称重传感器的安装角度的角度测量电路，该自诊断方法进一步包括：在所述自诊断方法的整个过程中，所述角度测量电路定时测量所述安装角度，并将该安装角度传送至所述主控制器；以及该主控制器将该安装角度同所述数据存储电路内存储的所述一组标准参数值中的安装角度范围数据进行对比，以判断该智能模拟式称重传感器的安装是否水平。

[0012] 较佳地，在上述的自诊断方法中，紧接着所述模数转换转换电路将所述电阻应力片的零点模拟信号转换为零点数字信号传送至所述主控制器的步骤之后，还包括所述主控制器判断是否读取到所述零点数字信号的步骤。

[0013] 可以理解，本发明的上述传感器及其自诊断方法可以实现故障的自诊断、能对传感器的错误使用进行报警和记录、提高传感器的维护效率并能保证传感器的使用寿命。因此，本发明的传感器及其自诊断方法相比现有技术的器件和诊断方法具有显著的进步性。

[0014] 应当理解，本发明以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本发明提供进一步的解释。

附图说明

[0015] 包括附图是为提供对本发明进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。附图中：

[0016] 图1示出了本发明的智能模拟式称重传感器的一种实现方式。

[0017] 图2示出了本发明的智能模拟式称重传感器的另一种实现方式。

[0018] 图3更详细地示出了应变片、组桥电路板和自诊断电路板的电气结构。

[0019] 图4示出了采用图1所示实施例的无线组网诊断系统的示意图。

[0020] 图5示出了采用图1所示实施例的有线组网诊断系统的示意图。

[0021] 图6为根据本发明的自诊断方法的主要步骤的流程图。

[0022] 附图标记说明：

[0023] 101和201：弹性体；

[0024] 102和202：组桥电路板；

[0025] 103和203：应变片；

[0026] 104和204：电缆接头；

[0027] 105和205：电缆线；

[0028] 106和206：自诊断电路板；

[0029] 107和207：信号分流器；

[0030] 108和208：传感器信号接头；

[0031] 109和209：通讯接头

具体实施方式

[0032] 现在将详细参考附图描述本发明的实施例。现在将详细参考本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。此外，尽管本发明中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本发明说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本发明。

[0033] 图1和图2示出了本发明的智能模拟式称重传感器的两种实现方式。例如，在图1所示的实施例中，本发明的智能模拟式称重传感器100主要包括：弹性体101、组桥电路板
102、应变片103、电缆接头104、电缆线105、自诊断电路板106、信号分流器107、传感器信号接头108以及通讯接头109。

[0034] 具体地，在图1所示的智能模拟式称重传感器100中，电阻应力片102、组桥电路板103和电缆接头104均固定于弹性体101上。电缆线105的一端连接于电缆接头104。

[0035] 特别是，根据本发明，自诊断电路板106经由电缆接头104和电缆线105同组桥电路板103信号连接。信号分流器107与电缆线105的另一端相连接。传感器信号接头108和通讯接头109分别连接至该信号分流器107。其中，信号分流器107将来自自诊断电路板106的信号分流成传送至传感器信号接头108的传感器信号和传送至通讯接头109的诊断信号。

[0036] 当弹性体101发生变化时，引起电阻应变片102的阻值变化，组桥电路板103的信号输出也随着该电阻应变片102的阻值变化而变化，信号随后就被传输至自诊断电路板106，用于智能模拟式称重传感器100的自诊断。

[0037] 较佳地，在图1所示的实施例中，自诊断电路板106同信号分流器107形成为一整体。相对地，在图2所示的另一实施例中，自诊断电路板106设置于弹性体101上。

[0038] 现在转到图3，其更详细地示出了应变片、组桥电路板和自诊断电路板的电气结构。该自诊断电路板106可以进一步包括：主控制器301、预置电阻(未图示)以及同主控制器301信号连接的模数转换电路302、电压测量电路303、温度测量电路304、数据存储电路305和通讯电路306。模数转换电路302连接于组桥电路板103的输出端和主控制器301之间，该模数转换电路302接收来自组桥电路板103的输出，将模拟信号转换为数字信号传输给主控制器301。电压测量电路303测量电阻应力片102的激励信号，将电压数据传送给主控制器301。温度测量电路304测量环境温度，将之传输给主控制器301。数据存储电路305内存储有智能模拟式称重传感器100的一组标准参数值。通讯电路306用于和外部设备进行命令交互，传输诊断信息。自诊断电路板106上的通讯电路306可以是有线通讯电路或者无线通讯电路。有线通讯电路可以是基于RS232/422/485、CAN、USB、Ethernet等有线通讯协议的电路，无线通讯电路可以是基于WiFi、Zigbee、RFID、WirelessUSB、GPRS等无线通讯协议的电路。该预置电阻的阻值优选被设置为对应于本发明的智能模拟式称重传感器
100的满量程状态，即当主控制器使电阻应力片的模拟信号流经该预置电阻时，可以测量到其满量程状态下的满量程数字信号。

[0039] 根据本发明的一个优选实施例，在上述的智能模拟式称重传感器100中，自诊断电路板106还可以包括一测量该智能模拟式称重传感器的安装角度的角度测量电路(未图示)。

[0040] 可以理解，图3所示的应变片、组桥电路板和自诊断电路板的电气结构同样可应用于图2的实施例，因此该实施例的应用不再赘述。

[0041] 如图4所示是采用图1所示实施例的无线组网诊断系统示意图，多只智能模拟式称重传感器的信号线连接至仪表的信号输入端，通过无线传输完成仪表和传感器诊断信息的交互。

[0042] 如图5所示是采用图1所示实施例的有线组网诊断系统示意图，多只智能模拟式称重传感器的信号线连接至仪表的信号输入端，通过有线完成仪表和传感器诊断信息的交互。

[0043] 此外，本领域的技术人员可以理解，可以以类似的方式将图2所示的智能模拟式称重传感器应用于图4和图5的无线/有线组网诊断系统中。这样的实施例在此不再赘述。

[0044] 图6为根据本发明的自诊断方法的主要步骤的流程图。该自诊断方法600应用于上述的本发明的智能模拟式称重传感器的各种实施例。

[0045] 本发明的自诊断方法600主要包括以下步骤。首先，移除所述智能模拟式称重传感器上的重物(步骤601)。在该步骤601中，外部设备可以通过通讯电路发送命令使该智能模拟式称重传感器进入自诊断模式。模数转换转换电路将电阻应力片的零点模拟信号转换为零点数字信号传送至主控制器(步骤602)。主控制器将该零点数字信号同数据存储电路内存储的所述一组标准参数值中的一零点出产值进行比较，以确定是否存在零点超差(步骤603)。主控制器使电阻应力片的模拟信号流经预置电阻，以测量满量程状态下的满量程数字信号(步骤604)。主控制器将满量程数字信号同数据存储电路内存储的一组标准参数值中的满量程出产值进行比较，以确定是否存在满量程超差(步骤605)。主控制器通过通讯电路输出上述判断的结果(步骤606)。

[0046] 此外，根据本发明的一个优选实施例，在上述的自诊断方法600中，还可以包括：在该自诊断方法的整个过程中，温度测量电路定时测量环境温度，并将该环境温度传送至主控制器；该主控制器将该环境温度同数据存储电路内存储的一组标准参数值中的温度范围数据进行对比，以判断是否存在超温使用；以及如果存在超温使用，则将超温数据记录于所述数据存储电路中。

[0047] 此外，根据本发明的另一优选实施例，自诊断电路板还可以包括一测量该智能模拟式称重传感器的安装角度的角度测量电路，该自诊断方法600可以进一步包括：在自诊断方法的整个过程中，角度测量电路定时测量所述安装角度，并将该安装角度传送至主控制器；以及该主控制器将该安装角度同所述数据存储电路内存储的所述一组标准参数值中的安装角度范围数据进行对比，以判断该智能模拟式称重传感器的安装是否水平。

[0048] 另一方面，本发明的自诊断方法600中，紧接着所述模数转换转换电路将所述电阻应力片的零点模拟信号转换为零点数字信号传送至所述主控制器的步骤602之后，还可以包括主控制器判断是否读取到零点数字信号的步骤。

[0049] 本发明的上述传感器及其自诊断方法可以实现故障的自诊断、能对传感器的错误使用进行报警和记录、提高传感器的维护效率并能保证传感器的使用寿命。

[0050] 本领域技术人员可显见，可对本发明的上述示例性实施例进行各种修改和变型而不偏离本发明的精神和范围。因此，旨在使本发明覆盖落在所附权利要求书及其等效技术方案范围内的对本发明的修改和变型。