两点称重技术，网上搜不到的重点(三)：单AD测量

一、多点称重

用传感器称重，我们称之为单点称重。与单点称重相比，自然是多点称重。多点称重是用多个传感器称重。它们可能如下(如图3-1所示):

图3-1 由两个单点传感器组成的两个称重点

也可能是以下样子(如图3-2所示):

图3-2 由四个单点传感器组成的两个称重点

也可能是你自己设计的。

二、称重两点

这里只讨论两点称重。

结构变了，力学关系也变了。

先看单点称重理想分析(如图3-3):

图3-3 单点称重力学分析

从以上分析可以看出，单点称重的力学关系在理想状态下极其简单，这也是我们在单点称重时盲目做的原因。 我们来分析一下两点称重的力学关系(如图3-4所示)。

图3-4 称重力学分析两点

我们知道，从物理力学的角度来看，准确分析和推导一个结果仍然很困难，甚至使用导数微积分，我早就忘记了25。然而，无论如何推导一个公式，它都必须符合一个规则，即当一个物体在某个方向处于静止状态时，该方向的合力为0。有了这个盲分析的基础，我们可以利用初中教科书的知识来解决大学教科书的问题。 现在，让我们解释一下公式g = -(f31 f32)的含义。 两个传感器提供的支撑力之和是去除称重机构分摊自重，被称物体向下重力，但方向相反。这显然是合理的，更不用说初中物理甚至小学文化，我用脚趾知道这个事实。三、二点称重信号处理 根据分析，我们知道两个称重重量实际上是两个传感器称重量的叠加，这显然应该映射成信号处理中的信号叠加。

我们解剖了前面的帖子，这个传感器是电阻。电阻在电路中有两种叠加方式，一种是串叠加，另一种是叠加。无论什么样的叠加，信号的变化都能反映在电压信号上。因此，如果我们不使用公式，全靠感觉盲分析，这两种叠加是可以的。 有了这个理论基础，下一步就是实践。从实践的角度讲，显然是并线比较简单，只要把对应的先拧在一起就行了。串联需要考虑很多拓扑问题……。当然，我不会浪费这种力量。我喜欢怎么简单。 然而，作为一种产品，你把线拧在一起并不是很正宗。正宗的做法是做一个接线HUB(如图3-5)：

图3-5

这样，装配时**(如图3-6所示):

图3-6

四、标定

操作猛如虎后，仔细想想原来的程序还能走。这很简单。上电，校准！……出乎意料的是，标0还算顺利，标20么开心，过不去(如图3-7所示):

图3-7

直觉感觉应该是接收的数据不稳定，这个代码要看……

看了看，数据确实不稳定。不仅数据不稳定，还有白看的感觉，因为debug我们看到的数据不是实时数据。实际操作时，0.08秒取一次数据，debug不知道看多少秒，这似乎意义不大。所以，看数据这个操作就好了。

经过反复的实践，我们发现标20并不总是不能标记过去。在某个时间段，它仍然很容易通过，但在另一个时间段（例如，在下午5点之后），它不能通过。……？

总归，数据不稳定，是现象。是什么导致了这个现象？难道是传感器自带生物钟？到了时间点就摆烂？这显然我不信。于是我就只有怀疑我这附近有一个定时发生的干扰源了。

但我没有证据，也没有爱情战争。所以我把这个问题留给了坛友，我只想知道真相。

为了绕过这个问题，我在过去容易标记的时候完成了校准。请原谅我对学科的不严谨态度。

五、称重

校准完成后，自然称重。如果是两点称重，就要多点检测称重的准确性。

先看左侧称重(如图3-8)：

图3-8

嗯？19.99kg，貌似很准哪！这就意外了。再看右侧称重吧，我有一种不详的预感，这侧也差不多是准的(如图3-9)：

图3-9

嗯？20.01kg？果不其然哪！这莫不是开挂的节奏？准虽然是好事，但这并不是写本帖所要的结果。因为在此之前的大量证据表明，现在这种结果绝对是一个例外。既然意外了，我们还是将意外进行到底吧，最后验证一下中间称重(如图3-10)：

图3-10

20.00kg。这在意料之中，算不得悬念。在什么位置标定，在什么位置称重，当然是最准的。

不过，这里，准确值并不是我想要给大家看的。按理，大概率事件应该是中间标定，中间标定点称重是准的，然后两端称重，一端偏轻，一端偏重，并且这个规律固定，不会出现某端时重时轻的情况。

不过，称重时，能见到重量值±0.01的跳动，说明传感器信号的稳定性不是那么好，这也为标定时会出现标不过去的情况提供了一个真相。

六、纠偏        

既然这次撸帖没撸出不平衡的测试样，我就只有口述纠偏这个事了。        

两点称重的大概率情况，两端称重是不准的，会存在一端恒重、一端恒轻的情况，并且两端的误差绝对值并不相同。        

也就是说，两点称重，通常存在偏差。这是因为机械结构的非对称性、传感器固有参数的非对称性、装配导致的非对称性造成的。总之，就是因为相同的重量在两个传感器上产生了不同的测值，导致了简单地叠加计算出现了偏差。        

既然出现了偏差，就应该着手纠偏。纠偏也就从导致偏差的原因着手进行。        

1、选择刚性较好的受力支撑材料；        

2、提高机械加工工艺，生产出精度高的工件，例如孔位准确，孔垂直度高；        

3、尽量减少机械自重在两个传感器上的分摊偏差；        

4、选择固有参数尽量一致的传感器配对使用；        

如果，我是说如果，这四步能让你的两点称重秤获得较好准确性，下面的操作就不需要了。因为有些操作在生产上，是一种很痛苦的抉择。        

5、通过分别在两个传感器+EXE端各接一个电位器，来调节测值纠偏(如图3-11)：

图3-11

        具体做法是，将标准砝码放一个传感器上，调节该传感器的电位器，达到一个理想值(譬如，等于砝码重)，然后将标准砝码放另一个传感器上，调节该传感器的电位器，与前一个传感器理想值相同，然后再重复这个过程，直到砝码在两个传感器上都称出相同的值为止。        这种电位器调信号平衡纠偏的方法很管用，甚至很多地磅上确实使用的是这种纠偏方法，但是，这个纠偏的过程很痛苦。如果批量生产，这种操作将会直接影响你的产量。然后就是，如果你调准了，你该如何保持这种状态？你或许会说，我可以把电位器的旋钮打上螺丝胶固定，这样貌似是一个不错的办法，但是，如果你的机械结构在运输途中出现了变化，你又将如何自处？所以很多秤就把电位器调节供能留给用户自己玩了。你看，这就是个技术瓶颈，你若不会玩，那就要学习了。然后这门技术，其实就是个**肋。        

当然，从生产的角度讲，谁也不敢保证自己做好了1、2、3、4后就解决问题的，所以5通常也难以省略。但是理论上，一个可靠的生产工艺，是可以做到省略5的。这就告诉我们，生产工艺是一个非常非常重要的知识产权，得重视！
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作者：yyy71cj
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