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    電子電子汽車衡使用數字稱重傳感器的 優勢與不

    電子汽車衡是一種常用的電子衡器,多用于工業、商業貿易中,其具有稱重 迅速、準確度高、顯示直觀、功能齊全等特點。

    本文從介紹電子汽車衡的結構等特點闡述對 電子汽車衡使用數字稱重傳感器的優勢和其不足之處。
    電子汽車衡是一種常用的電子衡器,其具有 稱重迅速、準確度高、顯示直觀、功能齊全等特 點,適用于工業、商業、建筑、包儲、貨站、集 貿市場等行業的計量活動,是一種比較理想的計 量器具。電子汽車衡主要由稱臺、稱重傳感器及 數據線、接線盒、稱重顯示器等部分組成。為了 更好地應用數字式傳感器,加速對數字傳感器的 工作原理的理解和應用技巧的研究是非常必要的。 電子汽車衡的工作原理是:被計量測試物的 質量垂直作用在電子汽車衡的稱臺上,電子汽車 衡的稱臺將被測物質量傳遞給傳感器,使傳感器 的彈性體產生變形,進而使傳感器貼于彈性體上 并組成惠斯特電橋應變片的阻值發生變化,電橋 平衡被打破,輸出一個與被測量大小成線性關系 的電壓信號 (這就是模擬稱重傳感器的工作原 理),由于每個傳感器的靈敏度不盡相同,故在同 一被測量物的作用下每個傳感器的電壓輸出略有差別,影響稱量的一致性,因此需要在系統中接 入一個接線盒,把每個傳感器的輸出信號調成一 致,從接線盒輸出的電壓信號接入稱重顯示器, 經稱重顯示器處理后,以數字形式顯示出計量結 果。

    早在上個世紀的八十年代,人們在傳感器對 的殼內內置了放大與 A/D 轉換電路,即模擬傳感 器使用數字變送,這就構成了第一代的數字式稱 重傳感器,克服了模擬稱重傳感器的信號小、傳 輸距離短、抗干擾能力差、防作弊能力差等缺點。 與模擬稱重傳感器相比,第一代數字傳感器由于 傳感器的更項指標受本身的制造、補償和調整工 藝所決定,所以沒有突破原有功能。目前,第一 代的數字傳感器使用比較普遍。但是第二代數字 稱重傳感器輸出的信號為數字信號,它是在模擬 稱重傳感器內部安裝有放大濾波、A/D 轉換、微處 理芯片和溫度敏感元件等組成的數字處理電路, 利用微處理芯片已存入的程序軟件,實施各項數字補償工藝,進行綜合性能測試和檢定,使其輸 出的數字信號符合技術要求,最后采用電子束焊 和激光焊進行密封。

    這就是數字稱重傳感器的結 構與原理。由于數字式的傳感器系統是在傳統模 擬傳感器基礎上,綜合現代微電子技術、微型計 算機技術而發展起來的一種新型電子稱重技術, 它具有以下優勢: 首先,數字稱重傳感器采用集成化 A/D 轉換 電路、數字化信號傳輸和數字濾波技術使傳感器 的信號傳輸距離較遠,抗干擾能力強。由于數字 式稱重傳感器內模擬信號輸出距離極短,同時傳 感器外殼本身又是一個良好的屏蔽罩,僅這兩個 特點就決定了其抗干擾能力的優勢,在很大程度 上提高了傳感器的穩定性。 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,一旦發現就會采取 出錯報警,有力保障數據的安全性與準確性。使 用模擬傳感器的電子汽車衡被安裝作弊器的情況 比較普遍,因此帶來的經濟損失是一個很大的數 目;作弊器本身體積小并且安裝簡單,因此其隱 秘性很高,不易被發現,給計量數據的準確性、 安全性造成了極大的隱患。 第三,由于數字式傳感器具有自動采集預處 理、存貯和記憶功能,并具有唯一標記,多個傳 感器并聯組秤后,可分別檢查每個傳感器的狀態, 便于故障診斷。在檢定校準過程中,可在顯示儀 表上調整各角誤差,利用數字系統實施“自校 準”,智能儀表還可以通過網絡進行調試。首秦公 司現在使用的數字式傳感器為大和公司生產的 YCCA- Ⅱ- D 型,單只傳感器承載量為 50000kg。 最初,汽車衡及軌道衡所使用的均為 模擬式傳感器,設備工作狀態不穩定,每次出現 問題很難判斷是哪一只傳感器有問題,只能通過 打開接線盒檢查每一根傳感器的信號情況,用排 除法逐個進行檢查,花費很長時間才能找到有問 題的傳感器。問題解決后還要聯系質監局的檢定 人員進行檢定,檢定費用從正常的一年兩次也變 為多次,人力、物力、財力都造成了很大的浪費, 最重要的是給公司的正常生產帶來了負面影響。 自從進行了數字化的改造以后,以前出現過的諸多問題都已經解決,設備狀態良好,運行比較穩 定,即使在二期工程投產后,公司每日的進料量 比以前增加了 1 倍的情況下, 數字式傳感器的 狀態仍非常穩定,沒有出現過任何問題,充分證 明了數字式傳感器的優越性能及其在實際生產中 起到的重要作用。 第四,增加了傳感器軟件智能化補償,叫做 數字式智能化稱重傳感器。通過數字補償電路和 工藝,可以進行線性、滯后、蠕變等補償,內裝 溫度傳感器,通過補償軟件可進行實時溫度補償, 地址可調,便于應用與互換,診斷與校正。然而, 嚴格意義上講,數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償與校正上,更重 要的是要實現應用的智能化。 第五,系統整體成本低。數字傳感器雖然增 加了電路板,但在應用中減少了調試及應用成本 (如調試角差方便),能夠進行免標定,更換傳感 器不需重新標定,而且數字傳感器的自診斷、不 間斷工作等功能提高了系統可靠性,降低了停機 時間。因此系統總體成本是比模擬傳感器系統要 降低的。 第六,維護方便。數字傳感器使用軍標的航 空插頭,不但保證了 IP68 的防護等級,而且使得 傳感器與電纜線成為兩個獨立的器件,更換傳感 器或電纜更方便,不用穿電纜線。由于傳輸的是 數字信號,電纜線的長度可根據需要改變,不會 影響測量精度。數字傳感器更換時只需將相關參 數輸入新傳感器,無需進行系統的重新標定。 第七,不間斷工作。數字稱重系統能保障生 產的連續性,儀表不但時刻監測著各個數字傳感 器的工作狀況,而且在發現某個傳感器故障時, 可以自動啟動不間斷工作方式,仍然能保障一定 時間一定精度下的稱重,不至于造成生產停機。 同時儀表會發出信號給用戶,定位故障傳感器要 求更換。 數字稱重傳感器不足之處主要有以下幾點: (1) 由于在傳感器內部增加了數字處理電路和 溫度傳感器等,使其內部的電子元件增加,焊點 也自然增加,而稱重傳感器的平均無故障時間與 其含有的電子元件和焊點的數量成反比,因此穩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 接點和傳感器信號負上串 接一精密可調電阻 RP。 2.2.2 第一步 RP 的選擇,其方法是:先用 100Ω (型號 101) 精密可調電阻在 1/N- 1 最大秤 量點進行試調,將新、舊傳感器輸出調成一致。 2.2.1.2 第二步然后將 100Ω 精密可調電阻拆下, 對 其 進 行 測 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定性。 3.2.3 第三步將選擇好的精密可調電阻跨接 在 N- 1 接點和傳感器信號負上串接,重新對秤進 行調試,調平為止。一般情況 RP 都在 10~20Ω 以內。 3 反向接線法解決傳感器輸出不一致的問題 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略小于原裝傳感器,原配 接線盒無法將其與其它傳感器調成一致,可將更 換的傳感器進行線路反接,即:傳感器電源 + 連 接接線端子信號 +,傳感器電源 - 連接接線端子信 號 - ;傳感器信號 + 連接接線端子電源 +,傳感器 信號 - 連接接線端子電源 - ;這種連接可以略提高 實際輸出信號,一般在 1/ (N- 1) 最大秤量的砝碼 加這個稱重點上上調一個分度。這種處理方法對 傳感器和儀表沒有影響,但也只能作為應急處理 方法,一般不予采用。

    4 結束語 解決在有多個傳感器稱重裝置傳感器輸出不 一致的問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走過彎路才總結出來的,拿 出來為從事這項工作的同行們相互學習,也許對 同行有一定的借鑒作用。
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