一、動態(tài)稱重技術的發(fā)展趨勢及相關產(chǎn)品

稱重技術集傳感器技術、微電子技術、計算機控制及測量技術、機械自動化技術、物流輸送和管理技術為一體，是現(xiàn)代稱重計量和控制系統(tǒng)工程的技術基礎。涉及到各個行業(yè)，功能也不再是單純的計量，而是向多參數(shù)、專業(yè)綜合控制方面發(fā)展，形成多元化的智能管理和控制系統(tǒng)，大致可以概括為以下幾個特點：

1. 高速度、高精度、高性能；

2 小型化、模塊化、智能化及綜合化；

3.穩(wěn)定性、質(zhì)量可靠性、長壽命、故障自診斷及可維護性；

4. 網(wǎng)絡化管理，實現(xiàn)網(wǎng)上通訊和遠程控制；

總之，智能化、自動化、多功能將成為現(xiàn)代稱重技術的發(fā)展方向。

應用動態(tài)稱重技術，主要的產(chǎn)品有：

連續(xù)累計自動衡器（皮帶秤）；自動分檢衡器；重力式自動裝料衡器；自動軌道衡器；

動態(tài)汽車衡等等。

二、電磁力平衡稱重傳感器在動態(tài)稱重技術的應用

01電磁力平衡傳感器的基本原理及理論基礎

電磁力是電荷、電流在電磁場中所受力的總稱，也有稱靜止電荷在電場中所受力為靜電力，而載流導體在磁場中受到的作用力稱為安培力，電流I,長為L的導線。在均勻的磁場中受到的安培力大小為：F=ILBsinθ

其中θ為電流方向與磁場強度方向間的夾角，I為通電直導線上通過的電流，B為通電直導線所在磁場的強度，L為通電直線在磁場區(qū)域內(nèi)的長度。當電流方向與磁場方向相同或者相反時，電流不受磁場力作用。當電流方向與磁場方向垂直時，電流受的安培力最大，為：F=ILB

安培力的方向由左手定則判定，將左手掌攤平，讓磁力線穿過手掌心，四指表示電流運動的方向，則與四指垂直的大拇指所指向方向即為安培力的方向。安培力的實質(zhì)是形成電流的定向移動的電荷所受洛倫茲力的合力。如下圖2-1所示：

電磁力平衡傳感器的稱重過程基于安培力實現(xiàn)的。通電導線在磁場中受到的作用力如下圖2-2所示，在導線上加秤盤，秤盤及導線本身具備的重力方向朝下，而通電導線受到向上的電磁力，當通過導線的電流值達到某一值時，這兩個力互相平衡，此時傳感器處于平衡狀態(tài)，如圖2-3所示。

圖2-2 通電導線在磁場中受力示意圖

圖2-3 傳感器處于空載狀態(tài)示意圖

在秤盤上加載重物后，向下的重力增加，秤盤向下移動，傳感器就處于不平衡狀態(tài)，如圖2-4所示。如需要再次達到平衡狀態(tài)，就要加大通過導線的電流，使得由電流產(chǎn)生的電磁力的大小與加上物體后受到的重力相等，秤盤才恢復到原平衡位置，如圖2-5所示。

圖2-4傳感器承受負載狀態(tài)示意圖

圖2-5傳感器承受負載后恢復平衡狀態(tài)示意圖

由于一根導線上通過電流很小，產(chǎn)生的電磁力也小，在實際應用中，將導線繞成圈，一匝線圈就是一根導線，N匝線圈產(chǎn)生的電磁力為單根導線的N倍。在電磁力平衡傳感器的應用中，就是采用這種方式來產(chǎn)生電磁力的，對于環(huán)形導線，力F為：F=∫dF=∫BIdLsinθ

當θ=90°時，有F=BIL, 當具有N匝線圈時，則F=NBIDL。

假設在勻強磁場中，即B為常數(shù)時，DL為定值，則電磁力F的大小與電流成正比。

F∝I,F=mg, m∝NI

從上式可以得出，物體的重量與電流的大小成正比。

02影響電磁力平衡傳感器性能的幾個方面

電磁力平衡傳感器的原理視乎比較簡單，看起來實現(xiàn)也不難，但是實際上卻存在許多問題，理論上，被測物的質(zhì)量是和流過導線的電流大小成正比。假設導線是處在一個勻強的磁場中，即一個恒定的值，但實際的磁場是由永磁體體產(chǎn)生的，而就相同兩塊材料，形狀，質(zhì)量完全一樣的磁體，它們的磁場卻不完全相同，無論何種材料鑄成的磁鋼，他們都有溫度系數(shù)。將成型的永磁體的磁感應強度會隨溫度、時間、環(huán)境磁場的變化而變化，另外，腐蝕、沖擊和震動也影響永磁體感應強度的穩(wěn)定性。

03動態(tài)稱重系統(tǒng)的關鍵技術

一個好的控制系統(tǒng)，關鍵是要解決動態(tài)特性和穩(wěn)態(tài)誤差的關系。在動態(tài)稱重系統(tǒng)重兩個關鍵的問題就準確度和速度的問題，在盡可能快的速度下獲得盡可能高的準確度。稱重傳感器的調(diào)試主要是對傳感器線圈電流的控制，根據(jù)物體的重量大小來調(diào)節(jié)電流，同時線圈電流調(diào)節(jié)器又反過來控制電流的大小使傳感器保持在一個平衡位置。

對運動中的物體進行稱重，除了需要考慮物體的靜態(tài)特征外，更重要的考慮物體的運動特征。目前動態(tài)稱重主要是用數(shù)據(jù)處理的方法來實現(xiàn)，數(shù)據(jù)處理過程需要基于一種相應的運動力學模型及其算法，需要解決運動物體的速度、加速度、運動方向、振動頻率、振動幅度等多方面因素造成的稱重誤差。