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地磅稱重傳感器儀表應(yīng)該如何選擇
、傳感器的選擇
般來說，多大噸位的秤就應(yīng)該選擇多大噸位的傳 感器。但是在實(shí)際應(yīng)用中，通常規(guī)定靜態(tài)時衡器的大 載荷為：
靜態(tài)時衡器的大載荷=70%x傳感器的額定載荷x 傳感器的個數(shù)
這是由于秤體自重的存在和動態(tài)時汽車上枰的振 動、沖擊、偏載等原因，使部分傳感器瞬時承受比實(shí)際載 荷多出10%~40%的重量，有時甚至超出傳感器的額定 載荷，使當(dāng)次稱量的準(zhǔn)確度下降。為了使傳感器在額定 載荷內(nèi)工作，可以人為規(guī)定70%的系數(shù)。規(guī)定個上限， 有助于提高秤體的準(zhǔn)確性。表1為允許過衡車輛的軸載。
軸載指汽車后軸(含軸組)總載荷。地磅允許過 衡軸載與傳感器額定載荷、傳感器支點(diǎn)距離等因素有關(guān)。
實(shí)際選擇中，還要考慮傳感器的技術(shù)參數(shù)，尤其是 靈敏度。
先分析下靈敏度的定義(現(xiàn)討論同靈敏度的 傳感器，以2mV/V為例)，額定載荷下，傳感器的大輸 出信號差(mV)與激勵電壓(V)的比值，單位是mV/V。其 意義在于傳感器和稱重儀表的標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)化。
以QS系列稱重傳感器和XK3190-D9儀表為例來說明。
QS-30T-A,靈敏度為2.0mV/V;D9儀表輸出激勵電 壓為8V。
可以計算，30t載荷狀態(tài)下，傳感器輸出差模信號 [C/,(+)-t/,(-)] =2mV/Vx8V=1,6mV，同樣，20t、40t 等傳 感器額定載荷下的輸出均為1.6mV。
多傳感器使用時，把所有傳感器的輸出信號并入接 線盒中，由接線盒輸出兩根差模信號線(俗稱“進(jìn)機(jī)線”) 到儀表。為確定所選擇的傳感器是否正確，給出了下面 的計算公式。值得注意的是，進(jìn)機(jī)線的信號是多傳感器 信號平均值而非累加值。
秤體滿載時額定凈輸入信號(毫伏)£/ U^SxVxO/CxR
式中—秤體量程,kg;K^傳感器激勵電壓，V; 0——傳感器靈敏度，mV/V;C——傳感器量程(額定載 荷)，kg;ft——使用的傳感器數(shù)據(jù)，這里表示并聯(lián)電壓 回路數(shù)量。
當(dāng)L7儀表分度值>儀表輸人靈敏度時.可判為合格。
二、顯示儀表的選擇
稱重儀表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括：放大電路，A/D轉(zhuǎn)換、 單片機(jī)以及和單片機(jī)相連的控制面板、顯示部分、打 印部分和串型通訊部分。本文討論的是其模擬信號及 量化部分，即輸人信號和其中的放大電路、A/D部分的 關(guān)系。
1.集成運(yùn)算放大器
稱重儀表采用的放大器均為高精度集成運(yùn)放(如 OP177、OP277、MAX422等)，具有高分貝、低失調(diào)、低溫 漂、高共模抑制比等特點(diǎn)。傳感器輸出的差模信號正 與運(yùn)放的同相輸人端相連f/,,，負(fù)和運(yùn)放的反相輸人端 相連仏，運(yùn)放的同相與反相輸人電阻均為ft,,反饋電阻 Rf,則減法運(yùn)算后輸出電壓U0=(R3/R4*(Up-UN)，增益 AU=Rf/Rio調(diào)整反饋電阻使和A/D轉(zhuǎn)換器的模擬信號電 壓等相匹配。由于儀表中運(yùn)放采用幾乎固定的增益 和A/D模擬輸人信號范圍，根據(jù)上式得出儀表的大輸 人信號范圍f/,為：
U~Ur-U,= (A/D模擬信號范圍)/(運(yùn)放增益)
2.模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器
稱重儀表中多采用16位S-AA/D芯片，理論上能 把采集來的模擬信號(上面論述的(/„)作2V65536)等 份。以基準(zhǔn)電壓對照，每份模擬信號(A = 1/65536)對應(yīng) 個數(shù)字量，這樣就實(shí)現(xiàn)了模數(shù)轉(zhuǎn)換的功能。在無其他 因素限制時，可以把A/D的輸出信號看成儀表內(nèi)碼的變 換范圍。
把運(yùn)放和A/D放在起考慮，不難得出以下結(jié)論：
儀表的A/D可以看成是等分其額定輸人信號范圍 的。實(shí)際使用中的輸人信號往往很難接近其額定輸人 信號，甚至有的達(dá)不到儀表輸人信號范圍的半，這樣 不利于整個產(chǎn)品的準(zhǔn)確度，也浪費(fèi)了儀表的資源。當(dāng)然， 有用信號被等分得越多越好，這樣可以提高產(chǎn)品的準(zhǔn)確 度和可調(diào)性。
三、實(shí)例選配
現(xiàn)在以SCs-40地磅為例來說明如何合理選配。
要求解析:衡器的大秤量值為40t，單節(jié)，4傳感器。
按要求，現(xiàn)在傳感器中可以選配的有101、151、201。
1.傳感器選配10t 10tx4=40t
理論上可行，正好*利用，但是考慮到秤體自重 及汽車的沖力、超載等因素，我們不能選用可能超出額 定載荷的傳感器。
2.傳感器選配15t 15tx4=60t>40t
60tx70%=42t>40t (此處也為臨界狀態(tài)，由于70%為 安全使用系數(shù)，此處可以通過)。
(40000kgx8Vx2mV/V)/ (15000kgx4)=10mV C3等分度數(shù)為3_
則 10mV/3000=3.33ixWd 這里取f/=8V
3.33ixV/d在現(xiàn)有多數(shù)儀表的輸人靈敏度指標(biāo)內(nèi)，可 以選用。
傳感器選配20t 20tx4=80t>40t 80tx70%=56t>40t
(40000kgx8Vx2mV/V)/(20000kgx4) =8mV C3等分度數(shù)為3000 貝 ij8mV/3000=2.67ixWd 這里取f/=8V
2.67jtV/d在現(xiàn)有多數(shù)儀表的輸人靈敏度指標(biāo)內(nèi)，可 以選用。
綜合考慮上述第2節(jié)~第3節(jié)，第2節(jié)中大凈輸人 信號為10mV，第3節(jié)中大凈輸人信號為8mV，即第2 節(jié)中有用信號要多些。儀表的凈輸人信號范圍和反 相輸人模信號均大于第2節(jié)~第3節(jié)的范圍(般反相 輸人略小于同相輸人的值)。但是第2節(jié)對儀表的利用 率要比第3節(jié)高些，即內(nèi)碼的識別能力要好些。同 理，應(yīng)盡量選擇信號范圍接近傳感器信號變化木值 的儀表。
根據(jù)以上分析，我們用15t傳感器。當(dāng)然，如果暫時 沒有15t傳感器，20t的也可以，但不要選擇額定載荷更 大的傳感器(如30t、40t)，因?yàn)槟菢訒p少可調(diào)性和儀 表的準(zhǔn)確度，給檢秤工作帶來不必要的麻煩。
在通常的情況下，衡器的配置由任務(wù)來確定，稱重 技術(shù)的可行性將影響的設(shè)計方案。對傳感器和顯 示儀表技術(shù)性的深人理解，對選配高質(zhì)量的衡器有很大 的幫助。