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电子秤采用称重仪表和A/D转换卡的区别

时间:2017-08-12 03:47:14 来源:本站 点击数:644

目前电子秤技术的发展越来越成熟,在某些行业大有取代机械衡器的趋势。电子秤主要的组成部 分为称重传感器、称重显示仪表、秤体部分及外部设备这四部分。称重传感器作用是将加到称台上的重量 信号通过惠更斯电桥原理转变成电信号输出。称重显示仪表的作用是将传感器输出的信号经放大、滤波、 A/D转换、数据处理后显示屏上显示;同时将数据经过数据输出口输出至外部显示设备。秤体部分为承重 部分,可分为秤台、限位装置等;电气部分有接线盒、传感器信号线、总线等。外部设备是指连接显示仪表的 信号输出端口,接常见的外部设备有打印机、外部大屏幕显示器、计算机专用称重管理系统;与机械衡器差 别最大的电子秤具备称重传感器、称重显示仪表这两个部分,这算是电子秤与机械衡器差别最大的两 个核心部位。目前有少部分厂家为了降低成本不采用称重显示仪表,而是采用A/D转换装置加电脑软件 这种方式。如果只是从工作原理上来看这两种方案表面上看并没有太多区别,A/D转换装置加电脑软件 的方案是将传感器输出的模拟信号前置放大、模拟滤波和A/D转换作为一部分使用,而数据处理和显示控 制作为另一输出部分在电脑软件上实现其功能。浅层次上看采用后一种方案确实降低了成本只需要一台 电脑和相应的转换装置就可完成显示仪表的功能,同时也避免了称重仪表维护工作,从而上维修更换也更 加的方便快捷。但从实际使用中来看,两种方案差别很大,笔者认为采用称重显示仪表方案要明显好于A/ D装换装置。

一、从A/D转换精度及温度变化方面的考虑:

从市面上能买到的通用A/D转换装置的转换分辩率是12?14Bit1/4000?1/16000,而这种精度用 作称重计量其分辨率是不足的,因为除去秤台自重,作为固定的零点一般为1/4?3/4的满量程,那么A/D 装换装置剩余的可用段已很小。但是一般称重仪表的A/D转换分辩率都要求在18?20Bit1/260000? 1/1000000以上,因为只有这样才能够确保其有足够的分辨率位数,来保障整个称重系统的精度。其次,温 度的变化对传感器的影响较大,称重显示仪表为了使称重系统标定后,能确保在整个的工作温度范围内都 能符合要求,在前置运放的设计中充分考虑到了温度变化的影响,其温度性能指标都控制在25 ppm/C 下,而一般市面上能买到的通用A/D转换板的温度系数大都在250ppm/C以上。所以从这些方面考虑采 A/D转换装置是不能够保障整个称重系统的精度和准确度的。

二、从A/D/滤波及系统抗干扰的考虑:

由于是专门针对称重系统,称重显示仪表在设计过程中,基本上在前置运放后加了模拟低通滤波器,还 在系统软件中加了数字滤波。而一般市面上能买到的通用A/D转换装置只能提供模拟滤波,并且由于是 通用的A/D板其低通截止频率一般都设置得很高;而数字滤波系统则必须由电脑来完成。如果安装的电 脑采用的操作系统和软件部正规,加上人为地操作,很容易使电脑出现病毒与木马,导致电脑故障这样则使 整个称重系统不能准确的工作,从而使这种搭配无形中增加了不稳定因素。还有工厂生产环境复杂,以及 一些不法之徒的投机取巧的动机,电子汽车衡面临电磁干扰及人为作弊的情况必须要考虑,因此在汽车衡 在设计时必须考虑防止因为干扰而导致数字失准带来损失,同时人为地作弊方法导致其数据失准,也都必 须考虑在列。称重显示仪表是专门为各种称重情况考虑而设计的设备,有些仪表专门针对工业现场,抵抗 工业现场的电磁干扰及各种其他干扰的能力要优于采用A/D转换装置。同时也减少了利用木马病毒导致 电脑作弊修改称重数据这种可能,以及减少了利用软件方式作弊的可能性,提高了电子汽车衡防作弊的可 靠性。

三、从称重传感器激励电源来看:

称重传感器是一种无自带电源的传感器,必须要有外部提供稳定的激励电源,才能输送出随重量变化 的电压值,分度数电压值变化最多为2mv/v而要使称重系统的综合精度达到1/1000以上,则外部激励电 源至少要好于1/3000。目前称重仪表内部有一专门设计,让前置运放随激励电源电压的波动自动进行补 偿,从而能保证整体的综合精度,使普通的称重仪表的精度都可以达到1/10000以上,满足了使用要求。而 采用A/D转换装置这种方式若想保证精度及稳定性必须购买这种高精度电源,但由于整体设计的初衷是 节约成本,所以采用A/D转换装置这种设计,都不会去购买高昂的高精度电源,所以整个电子汽车衡的精 度和稳定度都难以得到保障。

四、从计量法上及售后服务的考虑:

由于大部分电子汽车衡都用于贸易结算,属于国家强检计量器具,因此都必须符合国家检定规程要求。 在每次检定后需要根据相关法律规定对容易改变称重数值的关键部位进行铅封,一般称重显示仪表在设计 之初都会考虑这个问题,所以都符合规定比较容易对整个系统进行封印,降低了私自调整仪表改变称重数 值的行为。但是如果采用A/D转换装置加电脑显示这种方式,确实很难保障私自调整的行为发生。、一般 A/D转换装置加电脑软件显示组成的系统都是非标准产品,日后的更换件及维护会可能成为问题。称 重仪表都是常规标准产品,生产厂家也有足够的能力为用户进行售后服务。

综合以上几个方面,采用专门的称重仪表从稳定性、可靠性、准确性、防作弊性上等这些方面都好于采 A/D转换装置加电脑显示这种方式,我们建议广大用户还是采用专门的称重仪表,不要因为节约稍许的 成本采用A/D转换装置。而A/D转换装置加电脑这种方式我们建议普通的用户和厂家放弃这种结构。 但是这种结构并不是没有出路,我认为如果结合目前较为流行的虚拟仪器Labview能够降低成本提高其 精度,从而在某些特殊的行业和领域有一定的用武之地。