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電子電子汽車(chē)衡使用數(shù)字稱(chēng)重傳感器的優(yōu)勢(shì)與不

電子汽車(chē)衡是一種常用的電子衡器，多用于工業(yè)、商業(yè)貿(mào)易中，其具有稱(chēng)重迅速、準(zhǔn)確度高、顯示直觀、功能齊全等特點(diǎn)。

本文從介紹電子汽車(chē)衡的結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)闡述對(duì) 電子汽車(chē)衡使用數(shù)字稱(chēng)重傳感器的優(yōu)勢(shì)和其不足之處。
電子汽車(chē)衡是一種常用的電子衡器，其具有稱(chēng)重迅速、準(zhǔn)確度高、顯示直觀、功能齊全等特點(diǎn)，適用于工業(yè)、商業(yè)、建筑、包儲(chǔ)、貨站、集貿(mào)市場(chǎng)等行業(yè)的計(jì)量活動(dòng)，是一種比較理想的計(jì) 量器具。電子汽車(chē)衡主要由稱(chēng)臺(tái)、稱(chēng)重傳感器及數(shù)據(jù)線、接線盒、稱(chēng)重顯示器等部分組成。為了更好地應(yīng)用數(shù)字式傳感器，加速對(duì)數(shù)字傳感器的工作原理的理解和應(yīng)用技巧的研究是非常必要的。電子汽車(chē)衡的工作原理是：被計(jì)量測(cè)試物的質(zhì)量垂直作用在電子汽車(chē)衡的稱(chēng)臺(tái)上，電子汽車(chē) 衡的稱(chēng)臺(tái)將被測(cè)物質(zhì)量傳遞給傳感器，使傳感器的彈性體產(chǎn)生變形，進(jìn)而使傳感器貼于彈性體上并組成惠斯特電橋應(yīng)變片的阻值發(fā)生變化，電橋平衡被打破，輸出一個(gè)與被測(cè)量大小成線性關(guān)系的電壓信號(hào) （這就是模擬稱(chēng)重傳感器的工作原理），由于每個(gè)傳感器的靈敏度不盡相同，故在同一被測(cè)量物的作用下每個(gè)傳感器的電壓輸出略有差別，影響稱(chēng)量的一致性，因此需要在系統(tǒng)中接入一個(gè)接線盒，把每個(gè)傳感器的輸出信號(hào)調(diào)成一致，從接線盒輸出的電壓信號(hào)接入稱(chēng)重顯示器，經(jīng)稱(chēng)重顯示器處理后，以數(shù)字形式顯示出計(jì)量結(jié) 果。

早在上個(gè)世紀(jì)的八十年代，人們?cè)趥鞲衅鲗?duì) 的殼內(nèi)內(nèi)置了放大與 A/D 轉(zhuǎn)換電路，即模擬傳感器使用數(shù)字變送，這就構(gòu)成了第一代的數(shù)字式稱(chēng) 重傳感器，克服了模擬稱(chēng)重傳感器的信號(hào)小、傳輸距離短、抗干擾能力差、防作弊能力差等缺點(diǎn)。與模擬稱(chēng)重傳感器相比，第一代數(shù)字傳感器由于傳感器的更項(xiàng)指標(biāo)受本身的制造、補(bǔ)償和調(diào)整工藝所決定，所以沒(méi)有突破原有功能。目前，第一代的數(shù)字傳感器使用比較普遍。但是第二代數(shù)字稱(chēng)重傳感器輸出的信號(hào)為數(shù)字信號(hào)，它是在模擬稱(chēng)重傳感器內(nèi)部安裝有放大濾波、A/D 轉(zhuǎn)換、微處理芯片和溫度敏感元件等組成的數(shù)字處理電路，利用微處理芯片已存入的程序軟件，實(shí)施各項(xiàng)數(shù)字補(bǔ)償工藝，進(jìn)行綜合性能測(cè)試和檢定，使其輸出的數(shù)字信號(hào)符合技術(shù)要求，最后采用電子束焊和激光焊進(jìn)行密封。

這就是數(shù)字稱(chēng)重傳感器的結(jié) 構(gòu)與原理。由于數(shù)字式的傳感器系統(tǒng)是在傳統(tǒng)模擬傳感器基礎(chǔ)上，綜合現(xiàn)代微電子技術(shù)、微型計(jì) 算機(jī)技術(shù)而發(fā)展起來(lái)的一種新型電子稱(chēng)重技術(shù)，它具有以下優(yōu)勢(shì)：首先，數(shù)字稱(chēng)重傳感器采用集成化 A/D 轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字化信號(hào)傳輸和數(shù)字濾波技術(shù)使傳感器的信號(hào)傳輸距離較遠(yuǎn)，抗干擾能力強(qiáng)。由于數(shù)字式稱(chēng)重傳感器內(nèi)模擬信號(hào)輸出距離極短，同時(shí)傳感器外殼本身又是一個(gè)良好的屏蔽罩，僅這兩個(gè) 特點(diǎn)就決定了其抗干擾能力的優(yōu)勢(shì)，在很大程度上提高了傳感器的穩(wěn)定性。其次，保密性好，具有防作弊功能。其防作弊功能能有效防止遙控作弊，一旦發(fā)現(xiàn)就會(huì)采取出錯(cuò)報(bào)警，有力保障數(shù)據(jù)的安全性與準(zhǔn)確性。使用模擬傳感器的電子汽車(chē)衡被安裝作弊器的情況比較普遍，因此帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失是一個(gè)很大的數(shù) 目；作弊器本身體積小并且安裝簡(jiǎn)單，因此其隱秘性很高，不易被發(fā)現(xiàn)，給計(jì)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、安全性造成了極大的隱患。第三，由于數(shù)字式傳感器具有自動(dòng)采集預(yù)處理、存貯和記憶功能，并具有唯一標(biāo)記，多個(gè)傳感器并聯(lián)組秤后，可分別檢查每個(gè)傳感器的狀態(tài)，便于故障診斷。在檢定校準(zhǔn)過(guò)程中，可在顯示儀表上調(diào)整各角誤差，利用數(shù)字系統(tǒng)實(shí)施“自校準(zhǔn)”，智能儀表還可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行調(diào)試。首秦公司現(xiàn)在使用的數(shù)字式傳感器為大和公司生產(chǎn)的 YCCA- Ⅱ- D 型，單只傳感器承載量為 50000kg。最初，汽車(chē)衡及軌道衡所使用的均為模擬式傳感器，設(shè)備工作狀態(tài)不穩(wěn)定，每次出現(xiàn) 問(wèn)題很難判斷是哪一只傳感器有問(wèn)題，只能通過(guò) 打開(kāi)接線盒檢查每一根傳感器的信號(hào)情況，用排除法逐個(gè)進(jìn)行檢查，花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間才能找到有問(wèn) 題的傳感器。問(wèn)題解決后還要聯(lián)系質(zhì)監(jiān)局的檢定人員進(jìn)行檢定，檢定費(fèi)用從正常的一年兩次也變為多次，人力、物力、財(cái)力都造成了很大的浪費(fèi)，最重要的是給公司的正常生產(chǎn)帶來(lái)了負(fù)面影響。自從進(jìn)行了數(shù)字化的改造以后，以前出現(xiàn)過(guò)的諸多問(wèn)題都已經(jīng)解決，設(shè)備狀態(tài)良好，運(yùn)行比較穩(wěn) 定，即使在二期工程投產(chǎn)后，公司每日的進(jìn)料量比以前增加了 1 倍的情況下，數(shù)字式傳感器的狀態(tài)仍非常穩(wěn)定，沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)任何問(wèn)題，充分證明了數(shù)字式傳感器的優(yōu)越性能及其在實(shí)際生產(chǎn)中起到的重要作用。第四，增加了傳感器軟件智能化補(bǔ)償，叫做數(shù)字式智能化稱(chēng)重傳感器。通過(guò)數(shù)字補(bǔ)償電路和工藝，可以進(jìn)行線性、滯后、蠕變等補(bǔ)償，內(nèi)裝溫度傳感器，通過(guò)補(bǔ)償軟件可進(jìn)行實(shí)時(shí)溫度補(bǔ)償，地址可調(diào)，便于應(yīng)用與互換，診斷與校正。然而，嚴(yán)格意義上講，數(shù)字式傳感器的智能化不僅僅是反映在傳感器本身的智能化補(bǔ)償與校正上，更重要的是要實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的智能化。第五，系統(tǒng)整體成本低。數(shù)字傳感器雖然增加了電路板，但在應(yīng)用中減少了調(diào)試及應(yīng)用成本（如調(diào)試角差方便），能夠進(jìn)行免標(biāo)定，更換傳感器不需重新標(biāo)定，而且數(shù)字傳感器的自診斷、不間斷工作等功能提高了系統(tǒng)可靠性，降低了停機(jī) 時(shí)間。因此系統(tǒng)總體成本是比模擬傳感器系統(tǒng)要降低的。第六，維護(hù)方便。數(shù)字傳感器使用軍標(biāo)的航空插頭，不但保證了 IP68 的防護(hù)等級(jí)，而且使得傳感器與電纜線成為兩個(gè)獨(dú)立的器件，更換傳感器或電纜更方便，不用穿電纜線。由于傳輸?shù)氖?數(shù)字信號(hào)，電纜線的長(zhǎng)度可根據(jù)需要改變，不會(huì) 影響測(cè)量精度。數(shù)字傳感器更換時(shí)只需將相關(guān)參數(shù)輸入新傳感器，無(wú)需進(jìn)行系統(tǒng)的重新標(biāo)定。第七，不間斷工作。數(shù)字稱(chēng)重系統(tǒng)能保障生產(chǎn)的連續(xù)性，儀表不但時(shí)刻監(jiān)測(cè)著各個(gè)數(shù)字傳感器的工作狀況，而且在發(fā)現(xiàn)某個(gè)傳感器故障時(shí)，可以自動(dòng)啟動(dòng)不間斷工作方式，仍然能保障一定時(shí)間一定精度下的稱(chēng)重，不至于造成生產(chǎn)停機(jī)。同時(shí)儀表會(huì)發(fā)出信號(hào)給用戶(hù)，定位故障傳感器要求更換。數(shù)字稱(chēng)重傳感器不足之處主要有以下幾點(diǎn)：（1）由于在傳感器內(nèi)部增加了數(shù)字處理電路和溫度傳感器等，使其內(nèi)部的電子元件增加，焊點(diǎn) 也自然增加，而稱(chēng)重傳感器的平均無(wú)故障時(shí)間與其含有的電子元件和焊點(diǎn)的數(shù)量成反比，因此穩(wěn)2.2.1 加裝步驟需要更換傳感器在接線盒位置，如圖 2 第一組所示：在線路中 N- 1 接點(diǎn)和傳感器信號(hào)負(fù)上串接一精密可調(diào)電阻 RP。 2.2.2 第一步 RP 的選擇，其方法是：先用 100Ω （型號(hào) 101）精密可調(diào)電阻在 1/N- 1 最大秤量點(diǎn)進(jìn)行試調(diào)，將新、舊傳感器輸出調(diào)成一致。 2.2.1.2 第二步然后將 100Ω 精密可調(diào)電阻拆下，對(duì) 其進(jìn) 行測(cè) 量，如果其電阻值大于 50Ω， RP=100Ω；如果其電阻值小于 50Ω 大于 20Ω， RP=50Ω；如果電阻值小于 20Ω 大于 10Ω， RP=20Ω，如果其電阻值小于 10Ω 大于 5Ω， RP=10Ω。這樣做可保持秤在使用中的穩(wěn)定性。 3.2.3 第三步將選擇好的精密可調(diào)電阻跨接在 N- 1 接點(diǎn)和傳感器信號(hào)負(fù)上串接，重新對(duì)秤進(jìn) 行調(diào)試，調(diào)平為止。一般情況 RP 都在 10~20Ω 以?xún)?nèi)。 3 反向接線法解決傳感器輸出不一致的問(wèn)題還有一種解決傳感器輸出不一致的方法是更換的傳感器的輸出信號(hào)略小于原裝傳感器，原配接線盒無(wú)法將其與其它傳感器調(diào)成一致，可將更換的傳感器進(jìn)行線路反接，即：傳感器電源 + 連接接線端子信號(hào) +，傳感器電源 - 連接接線端子信號(hào) - ；傳感器信號(hào) + 連接接線端子電源 +，傳感器信號(hào) - 連接接線端子電源 - ；這種連接可以略提高實(shí)際輸出信號(hào)，一般在 1/ （N- 1）最大秤量的砝碼加這個(gè)稱(chēng)重點(diǎn)上上調(diào)一個(gè)分度。這種處理方法對(duì) 傳感器和儀表沒(méi)有影響，但也只能作為應(yīng)急處理方法，一般不予采用。

4 結(jié)束語(yǔ) 解決在有多個(gè)傳感器稱(chēng)重裝置傳感器輸出不一致的問(wèn)題的方法也許還有許多，但以上方法是在常年的工作中曾經(jīng)走過(guò)彎路才總結(jié)出來(lái)的，拿出來(lái)為從事這項(xiàng)工作的同行們相互學(xué)習(xí)，也許對(duì) 同行有一定的借鑒作用。

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