专利名称：电容式电子计价秤的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种计量技术领域的电子秤，具体是一种电容式电子计价秤。
背景技术：
现行的电子计价秤，无论国内，国外，几乎都是用应变式传感器作为电子计价秤的敏感元件。不但传感器本身的工艺复杂，且输出信号非常微弱，后续电路必须有前置放大，模/数转换环节才能与计算机连接，所以整个电子秤的生产成本自然很高。
经对现有技术文献的检索发现，专利号为91228789.6，实用新型名称为手提式袖珍电子秤，该专利自述为采用一种电容式称重传感器，该传感器由一个弹性波纹管、同心相套的上、下两个金属套管和位于两套管圆心处的秤钩构成，秤钩上的货物越重两个金属套管重叠越多，电容值越大，反之，电容值越�。衅魇涑龅某浦匦藕啪藕糯砗螅凰腿階/D转换器转换，A/D转换器输出七段码信号送入显示器进行显示，该电子秤的结构简单，成本低。但该专利只能用于吊秤，因而不能解决四角误差，即使调整电子秤的四角误差，历来都用修钳弹性体方法来调整。同时电路上都采用模拟和数字混合电路，不但成本高且调试困难。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种电容式电子计价秤，使其能简化电子秤传感器的生产工艺，使后续电路变得非常简单，只要看好频率计，拧动罗纹就可以解决四角误差了，非常简便，精度得到了提高。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括RC环形震荡器、电容式传感器、温度补偿装置、电容间隙微调装置、弹性膜片密封装置。
RC环形震荡器将传感器的力变化转换成电信号频率。在传感器受温度变化时，补偿由此产生的误差而专门设计的温度补偿电路。RC环形震荡器是将传感器的力变化，转换成频率变化的转换电路，极大简化了传感器的测量电路。
RC环形震荡器包括一个六反相器、外接电阻、传感器电容Cs，两个高频去耦电容C1，C2。反相器U1A，U1B，U1C，U1D，U1E和R1，Cs一起构成环形震荡器。电容传感器的电容Cs大小随载荷的增加而减小。高频去耦电容C1，C2的一端分别与反相器U1A，U1B的输入端相连，另一端接地。高频去耦电容C1，C2，增加电容传感器的抗干扰能力。外接电阻R1和传感器电容Cs一起构成震荡电路。改变R1的值可以变震荡器的起振频率。以便让传感器工作在最佳工作状态。反相器U1F的输出端12为震荡器的频率输出。U1F作缓冲器使用。这种电路由于分布电容�。鸬雌鞯姆岛推德识急冉衔榷ǎ德适涑隹芍苯佑爰扑慊�。
由于温度变化时弹性体的相氏模量也随之变化。为减少这种误差，必须进行补偿。本发明随时直接测出温度，并根据相氏模量的温度系数进行补偿。既简单又精确。温度补偿装置采用一片六反相器U2，同样接成环形震荡器形式。热敏电阻RT一端接在反相器U2F的输出端口，另一端与固定电路C4和反相器U2A的输入端相连。固定电容C4的另一端和反相器U2F的输入端13连接，形成反馈电容。其余三个反相器U2B，U2C，U2E互为串联，增大C4输出反馈的驱动功能。高频去耦电容C3，C5一端接反相器U2A、U2F输入端，另一端共同接地。缓冲器U2D的输出端8是温度变化的频率F2，将F2直接连到计算机，便能随时知道传感器的温度状态，并及时进行精确补偿。
电容式传感器包括上支架，下支架，下支片板，上、下二片绝缘垫片，二片电极板，传感器弹性体，弹簧，上支承板，调节支承板，盖板，其连接关系为二片电极板的下极板，也即可动极板，通过上、下二片绝缘垫片固定在下支片板上。下支片板用螺纹固定在传感器弹性体的可动端。二片电极板的上极板，通过绝缘垫片固定于调节支承板。调节支承板的一端用螺纹固定于上支承板上。同样上支承板通过螺纹固定于传感器弹性体的固定端。调节支承板的另一端通过弹簧与上支承板的另一端连接。调节螺纹可使上支承板和调节支承板之间一端的距离发生变化，从而使电极板之间的距离发生单边变化。以能方便地调整电子秤的四角误差。这种方法远比以往凭经验修钳弹性体来调整四角误差的方法，来得更直观，方便，快捷。由于传感器弹性体左端用螺纹固定在下支架(也可以说是底垫)上。不论传感器是否受力，其位置是不变化的，所以该端又称为固定端。传感器弹性体的右端与上支架固定在一起，实际上支架是和承载托盘连在一起的。当托盘上被称重量改变时，传感器弹性体右端位置会上，下移动。所以该端又称可动端，从而带动电极板之间间隙，即改变电容量Cs。达到根据频率F1来判断被测重量的目的。
电容间隙微调装置实际上是一根j形的杆件，j形的短臂用螺纹固定在上支承板上，j形长臂的上端用调节螺纹与弹簧和上支承板相连，j形长臂靠近端面处固定着固定电极板。拧动调节螺纹使j形杆件的长臂绕端面旋转，从而使固定电极板绕j形杆件的端面，即弹性支承点旋转。从而达到电极板间隙的单边微小变化，能方便地调节电子秤的四角误差。
为了保持电容传感器极板之间的介质常数稳定，不使外界的尘埃进入极板之间，密封是致关重要的。本发明弹性膜片密封装置采用弹性体膜片，进行密封，弹性体膜片的中心平面膜通过垫块，与传感器弹性体的可动端固定在一起，弹性体膜片的外环与盖板固定在一起，而盖板又与下支架固定的，因此弹性体膜片的外环是固定的，而膜片的中心是可动的。由于弹性体膜片是由多个波纹组成，所以传感器可动端的运动，只对传感器的刚度有微弱的影响，而不影响传感器的滞后，蠕变，线性等，也即不影响传感器原有精度。
本发明是由变间隙式电容传感器组成电子计价秤，同样也可组成配餐秤，电子台秤等。电路采用环形震荡器，其输出信能直接与计算相连。不但电路简单，而且传感器的线性度好。结构上采用了间隙微调装置，能精确而方便地调整电子秤的四角误差。同时还有薄膜式密封装置，极大提高了电子秤的长期稳定性。目前国内生产电子计价秤每年在50万台以上，产值超过1亿元，使用本发明电容式计价秤后，其生产成本至少可降低20％，则其经济效益约在二千万元左右。更重要的是采用电容式传感器后，其精度将比原有的应变式传感器的电子秤有更大的提高，甚至可以组成电子天平。电容式称重传感器被采用后，将使原本在冶金，航天中遇到的高温测力传感器变得非常容易。
图1本发明RC环形震荡器电路2本发明电容式传感器结构示意图
具体实施例方式
如图所示，本发明包括RC环形震荡器1、电容式传感器2、温度补偿装置3、电容间隙微调装置4、弹性膜片密封装置5。
如图1所示，RC环形震荡器1包括一个六反相器、外接、电阻、传感器电容Cs、两个高频去耦电容C1，C2。反相器U1A，U1B，U1C，U1D，U1E和R1，Cs一起构成环形震荡器，高频去耦电容C1，C2的一端分别与反相器U1A，U1B的输入端相连，另一端接地，高频去耦电容C1，C2，外接电阻R1和传感器电容Cs一起构成震荡电路，反相器U1F的输出端12为震荡器的频率输出，频率输出直接与计算机连接。
温度补偿装置3采用一片六反相器U2，同样接成环形震荡器形式，热敏电阻RT一端接在反相器U2F的输出端口，另一端与固定电路C4和反相器U2A的输入端相连，固定电容C4的另一端和反相器U2F的输入端13连接，形成反馈电容，其余三个反相器U2B，U2C，U2E互为串联，高频去耦电容C3，C5一端接反相器U2A、U2F输入端，另一端共同接地，缓冲器U2D的输出端8代表温度变化的频率F2，F2直接连到计算机。
如图2所示，电容式传感器2包括传感器弹性体6，弹簧7，上支承板8，调节支承板9，上支架13、下支架14，下支片板15，上、下二片绝缘垫片16、17，二片电极板18。其连接关系为二片电极板18的下极板，也即可动极板，通过上、下二片绝缘垫片16、17固定在下支片板15上，下支片板15用螺纹固定在传感器弹性体6的可动端，二片电极板18的上极板，通过绝缘垫片固定于调节支承板9，调节支承板9的一端用螺纹固定于上支承板8上，同样上支承板8通过螺纹固定于传感器弹性体6的固定端，调节支承板9的另一端，通过弹簧7与上支承板8的另一端连接，调节螺纹可使上支承板8和调节支承板9之间一端的距离发生变化，从而使电极板5之间的距离发生单边变化。传感器弹性体6左端用螺纹固定在下支架14上，该端称为固定端，传感器弹性体6的右端与上支架13固定在一起，该端称可动端。
电容间隙微调装置4是一根j形的杆件，j形的短臂用螺纹固定在上支承板8上，j形长臂的上端用调节螺纹与弹簧7和上支承板8相连，j形长臂靠近端面处固定着固定电极板18，拧动调节螺纹使j形杆件的长臂绕端面旋转，使固定电极板18绕j形杆件的端面，即弹性支承点旋转。
弹性膜片密封装置5包括盖板10、弹性体膜片11、垫块12，弹性体膜片11的中心平面膜通过垫块12与传感器弹性体6的可动端固定在一起，弹性体膜片11的外环与盖板10固定在一起，而盖板10又与下支架14固定，因此弹性体膜片11的外环是固定的，而膜片的中心是可动的。弹性体膜片11是由多个波纹组成。
权利要求
1.一种电容式电子计价秤，包括电容式传感器(2)，其特征在于，还包括RC环形震荡器(1)、温度补偿装置(3)、电容间隙微调装置(4)、弹性膜片密封装置(5)，其中，RC环形震荡器(1)包括一个六反相器，外接电阻，传感器电容Cs，高频去耦电容C1，C2，反相器U1A，U1B，U1C，U1D，U1E和R1，Cs一起构成环形震荡器，高频去耦电容C1，C2，外接电阻R1和传感器电容Cs一起构成震荡电路，反相器U1F的输出端12直接与计算机连接；温度补偿装置(3)采用一片六反相器U2，同样接成环形震荡器形式，热敏电阻RT一端接在反相器U2F的输出端口，另一端与固定电路C4和反相器U2A的输入端相连，固定电容C4的另一端和反相器U2F的输入端13连接，形成反馈电容，其余三个反相器U2B，U2C，U2E互为串联，高频去耦电容C3，C5一端接反相器U2A、U2F输入端，另一端共同接地，缓冲器U2D的输出端8直接连到计算机；电容间隙微调装置(4)是一根j形的杆件，j形的短臂固定在电容式传感器(2)上，j形长臂的上端与电容式传感器(2)相连，j形长臂靠近端面处也固定在电容式传感器(2)；弹性膜片密封装置(5)包括盖板(10)、弹性体膜片(11)、垫块(12)，弹性体膜片(11)的中心平面膜通过垫块(12)与电容式传感器(2)固定在一起，弹性体膜片(11)的外环与盖板(10)固定在一起。
2.根据权利要求1所述的电容式电子计价秤，其特征是，所述的电容式传感器(2)包括传感器弹性体(6)，弹簧(7)，上支承板(8)，调节支承板(9)，上支架(13)、下支架(14)，下支片板(15)，上、下二片绝缘垫片(16、17)，二片电极板(18)，传感器弹性体(6)左端固定在下支架(14)上，该端称为固定端，传感器弹性体(6)的右端与上支架(13)固定在一起，该端为可动端，二片电极板(18)的下极板通过上、下二片绝缘垫片(16、17)固定在下支片板(15)上，下支片板(15)、上支承板(8)的一端固定在传感器弹性体(6)上，二片电极板(18)的上极板固定于调节支承板(9)，调节支承板(9)的一端固定于上支承板(8)上，调节支承板(9)的另一端通过弹簧(7)与上支承板(8)的另一端连接。
3.根据权利要求2所述的电容式电子计价秤，其特征是，下支片板(15)固定在传感器弹性体(6)的可动端，上支承板(8)固定于传感器弹性体(6)的固定端，二片电极板(18)的上极板通过绝缘垫片固定于调节支承板(9)。
4.根据权利要求1或者2所述的电容式电子计价秤，其特征是，j形的短臂固定在上支承板(8)上，j形长臂的上端与弹簧(7)和上支承板(8)相连，j形长臂靠近端面处固定着电极板(18)。
5.根据权利要求1或者2所述的电容式电子计价秤，其特征是，弹性体膜片(11)的中心平面膜通过垫块(12)与传感器弹性体(6)的可动端固定在一起，盖板(10)与下支架(14)固定，弹性体膜片(11)的外环是固定的，弹性体膜片(11)的中心是可动的。
6.根据权利要求1所述的电容式电子计价秤，其特征是，高频去耦电容C1，C2的一端分别与反相器U1A，U1B的输入端相连，另一端接地。
7.根据权利要求1所述的电容式电子计价秤，其特征是，弹性体膜片(11)是由多个波纹组成。
全文摘要
一种计量技术领域的电容式电子计价秤，RC环形震荡器由一个六反相器，外接电阻，传感器电容Cs，高频去耦电容C1，C2构成；温度补偿装置采用一片六反相器U2，接成环形震荡器形式，热敏电阻RT一端接在反相器U2F的输出端口，另一端与固定电路C4和反相器U2A的输入端相连，固定电容C4的另一端和反相器U2F的输入端13连接，其余三个反相器U2B，U2C，U2E互为串联，高频去耦电容C3，C5一端接反相器U2A、U2F输入端，另一端共同接地，缓冲器U2D的输出端8直接连到计算机；电容间隙微调装置是一根j形的杆件，固定在电容式传感器上；弹性膜片密封装置包括盖板、弹性体膜片、垫块，弹性体膜片的中心平面膜通过垫块与电容式传感器固定，弹性体膜片的外环与盖板固定在一起。
文档编号G01D5/241GK1603763SQ20041006756
公开日2005年4月6日 申请日期2004年10月28日 优先权日2004年10月28日
发明者孙宇峰, 沈生培 申请人:孙宇峰
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
