工業(yè)稱(chēng)重場(chǎng)景中彎曲梁傳感器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性與誤差補(bǔ)償研究
在工業(yè)生產(chǎn)的物料計(jì)量、自動(dòng)化裝配等核心環(huán)節(jié)，稱(chēng)重精度直接決定產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)效率，而彎曲梁傳感器作為稱(chēng)重系統(tǒng)的核心感知部件，其性能表現(xiàn)尤為關(guān)鍵。相較于其他類(lèi)型傳感器，彎曲梁傳感器憑借結(jié)構(gòu)緊湊、抗過(guò)載能力強(qiáng)、安裝便捷等優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于皮帶秤、料罐秤、平臺(tái)秤等工業(yè)稱(chēng)重設(shè)備，但在動(dòng)態(tài)稱(chēng)重場(chǎng)景中，其響應(yīng)特性易受外部環(huán)境與工況影響，導(dǎo)致測(cè)量誤差，因此對(duì)其動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性與誤差補(bǔ)償技術(shù)的研究具有重要現(xiàn)實(shí)意義。
彎曲梁傳感器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性主要體現(xiàn)在載荷變化時(shí)的信號(hào)輸出速度與穩(wěn)定性，其核心影響因素包括三方面：一是傳感器自身結(jié)構(gòu)參數(shù)，如梁體厚度、材質(zhì)彈性模量等，直接決定信號(hào)傳遞的滯后時(shí)間；二是動(dòng)態(tài)載荷特性，工業(yè)場(chǎng)景中物料沖擊、振動(dòng)等瞬時(shí)載荷，易引發(fā)傳感器輸出信號(hào)的超調(diào)與振蕩；三是環(huán)境干擾，溫度波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致梁體熱脹冷縮，電磁噪聲則干擾信號(hào)傳輸，二者均會(huì)降低響應(yīng)精度。例如在港口散貨稱(chēng)重中，物料下落的沖擊載荷常使傳感器輸出信號(hào)出現(xiàn) 5%-10% 的超調(diào)量，嚴(yán)重影響計(jì)量準(zhǔn)確性。
針對(duì)上述問(wèn)題，誤差補(bǔ)償技術(shù)成為提升傳感器性能的關(guān)鍵手段。當(dāng)前主流補(bǔ)償方法可分為硬件與軟件兩類(lèi)：硬件層面，通過(guò)優(yōu)化傳感器封裝結(jié)構(gòu)、增設(shè)阻尼元件，減少振動(dòng)與沖擊對(duì)梁體的影響；軟件層面，基于自適應(yīng)濾波算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型等，對(duì)溫度漂移、電磁干擾等系統(tǒng)性誤差進(jìn)行實(shí)時(shí)修正。某重工企業(yè)通過(guò)在彎曲梁傳感器中嵌入溫度傳感器，并結(jié)合 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)償算法，將動(dòng)態(tài)稱(chēng)重誤差從 ±0.5% 降至 ±0.1%，顯著提升了生產(chǎn)線的計(jì)量精度。
未來(lái)需進(jìn)一步結(jié)合數(shù)字化建模與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)，推動(dòng)彎曲梁傳感器在復(fù)雜工業(yè)場(chǎng)景中的高精度應(yīng)用，為智能制造的計(jì)量環(huán)節(jié)提供可靠支撐。
