本文介绍了数字称重传感器的工作原理和应用于地磅中的特点,提 出安装调试的注意事项。
1.序言
传感器、通信、计算机是当代信息技术的三 大支柱。称重传感器在工业过程检测和商贸结算 等方面,作为电子衡器的心脏部件而倍受重视。 目前,大量生产和应用的都是传统的模拟式称重 传感器,模拟信号的输出较小,以生产量最大的、 采用电阻应变原理的称重传感器为例,_般最大 输出为30?40mV,故其信号易受射频干扰和电磁 干扰,电缆传输距离也短,通常在10m以内。而 同样是电阻应变式的数字传感器系统,其输出信 号可达4V,是模拟传感器的100倍,强信号的电 线传输距离可达150m,附加电源后则可超过 600m。近几年,数字称重传感器在我国衡器行业 的应用发展越来越快,带来了可观的经济效益和 社会效益。
2.数字式称重传感器的基本工作原理
数字称重传感器是在传统模拟称重传感器基 础上结合现代微电子技术、微型计算机技术的 集成而发展起来的一种新型电子称重技术。它由 模拟称重传感器和数字化转换A/D模块两部分 组成,数字模块是高度集成化的电子电路,采用 SMT表面贴装技术制成。数字称重传感器采用 RS485接口实现通讯,最多可外接32只数字称重 传感器,可进行手动/自动偏载调节四角调整, 可自动对单只传感器寻址并读取数据,可现场自 动修改传感器编号,可实现对数据的处理,如显 示、标定、发送、存储、打印等功能。数字式电 子汽车衡系统的组成结构如图1所示:
载荷(一般指货物或货车等进入承载器上, 在物体重力作用下,使称重传感器弹性体产生变形,粘贴于弹性体上的应变计桥路阻抗失去平衡, 输出与重量数值成比例的电信号,经传感器内部 的放大器、A/D转换器、微处理器等电子元器件进 行相应的数据处理,输出数字信号,各传感器数 字信号经接线盒进入称重显示仪表直接显示出称 量数据。如果显示仪表与计算机、打印机连接, 仪表可同时把重量信号输给计算机等设备,组成 称量管理系统。
3.数字称重传感器的特点
数字称重传感器应用于地磅称重系统 具备以下特点:
(1)可靠性高,抗干扰能力强,防雷性能好: 数字传感器防护等级达到IP68,增加了各种保护电 路和防雷击设计,保证了传感器的正常工作。
(2)不间断工作:数字称重系统能保障生产 的连续性,仪表不但时刻监测着各个数字传感器 的工作状况,而且在发现某个传感器故障时,可 以自动启动不间断工作方式,仍然能保障一定时 间一定精度下的称重,不至于造成生产停机。同 时仪表会发出信号给用户,定位故障传感器要求 更换。
(3)免标定:数字传感器在生产中已对传感 器输出进行了标定,仪表读取到的就是数字传感 器实际测量到的重量值,中间没有任何损耗,因 此可以实现免标定。
(4)传输距离远、通信速度快、防作弊效果 显著:输出数字信号,不易受到干扰,按照现场 总线通信协议传输,通信速度是普通RS485的十 倍,高速且具通信纠错能力,保证了数据快速可 靠。由于协议的保密现场无法作弊。
(5)角差容易调整:数字传感器组成的秤 体,只要在各角加一遍载荷,仪表即可计算出各 点的角差系数,可自动进行秤的角差调整,免去 了反复加载砝码的麻烦,提高了效率。一遍加载 即可完成角差调整,非常简便快捷。
(6)维护方便:使用军标的航空插头,更换 传感器或电缆更方便,不用穿电缆线。由于传输 的是数字信号,电缆线的长度可根据需要改变, 不会影响测量精度。
(7)系统整体成本低:虽然增加了电路板, 但减少了调试及应用成本,能够进行免标定,更 换传感器不需重新标定等,提高了系统可靠性, 降低了停机时间。
4.数字称重传感器安装调试的注意事项
数字称重传感器具体安装调试方面的知识这 里不再赘述,通过生产实践就数字称重传感器安 装调试时需要注意的几点事项做一总结,方便用 户在应用过程中能够实现称重系统的数字化计量, 改善计量性能,提高产品的档次和竞争力,有利 推进称重计量的现代化。
(1)总信号线的使用要求:总信号线在没有 特殊要求的情况下,出厂标准长度一般为15m, 超过需定做。用户不能随意加长和更换劣质的信 号线。
(2)水平调整顺序:秤台安装好后会有一角 和多角不平的现象,一定要从偏差较大的角开始 加减垫片。否则增加工时还调不到理想状态。
(3)接线要求:系统联机时,数字式接线盒 内各只传感器必须按接线板的标识连线,否则很 容易损坏传感器或仪表。
(4)安装方向性要求:要根据接线嘴方向同 向安装传感器,反对无规则的安装,以免增加调 试的麻烦和称量的不准确。
(5)系统接地:要求电源接地和各节秤台分 别接地,可以有效防止静电对仪表的干扰,保证 系统工作稳定。
5.结束语
数字称重传感器采用数字技术,能对温度系 数、非线性、滞后和蠕变等进行自动数字化补偿,取代模拟称重传感器将是一种必然趋势。数字地磅系统设计具有防二次雷击功能,环境适 应性强,计量性能优越,准确度高,长期稳定性 好,安装调试维护方便,广泛用于冶金、矿山、 机械、化工、港口及公路货站等行业。