称重传感器是地磅的核心，广泛应用于称重计量领域。结合称重传感器的基本知识与具体实践，介绍了在钢铁烧结 生产混料系统中如何利用称重传感器。

1.称重传感器的原理及选用原则

把称重物料放置在秤台上，载荷通过秤体将重量传递给称重 传感器，称重传感器把作用在它上面的被测力最准确的转换为相 应的mV级电信号。该信号经前置放大、滤波、MD转换。由微处理 器(单片机)对信号处理后，数字显示部位直接显示称重值。

称重传感器在选用时要考虑到很多因素，实际的使用当中 我们主要从下列几个因素考虑。

（1）使用环境

称重传感器实际上是一种将质量信号转换成可测量的电信 号输出装置。用传感器首先要考虑传感器所处的实际工作环境， 这点对于正确选用传感器至关重要，它关系到传感器能否正常 工作以及它的安全和使用寿命，乃至整个衡器的可靠性和安全 性。一般情况下，若在髙温环境下使用，应选用高温称重传感器 或带有冷却水管的称重传感器；若在高寒地区使用，应采用带有 加温装置的称重传感器；在易燃，易爆环境下使用，必须选用防 爆传感器。因此相应的环境因素下我们必须选择对应的传感器 才能满足必要的称重要求。 ‘

（2）传感器的量程

称重传感器在实际使用时，应考虑秤体的重量以及振动、冲 击、偏载等情况。因此选用传感器量程时，要考虑诸多方面的因 素，保证传感器的安全和寿命。根据经验，一般应使传感器工作 在其30%~70%量程内，但对于一些在使用过程中存在较大冲 击力的衡器，如动态轨道衡、动态汽车衡等，在选用传感器时，一 般要扩大其量程，使传感器工作在其量程的20%~30%之内，使 传感器的称量储备量增大，以保证传感器的使用安全和寿命。

（3）传感器的准确度

传感器的准确度等级包括传感器的非线形、蠕变、蠕变恢 复、滞后、重复性、灵敏度等技术指标。在选用传感器时，不要单 纯追求高等级的传感器，而既要考虑满足电子秤的准确度要求， 又要考虑其成本。对传感器等级的选择必须满足下列两个条 件：①满足仪表输人的要求。②满足整台电子秤准确度的要求。

2.称重传感器的选型及接线

数据是一切控制的基础，而本控制系统的主要数据来源是 靠三个称重传感器得到的。因此，对传感器的选型就显得很重要 了。称重其实就是测量压力，电器式压力检测仪表主要有压电 式、电阻式、振频式等。电阻式有可分为应变式和压阻式两种。

应变式压力传感器具有以下优点：结构简单、使用方便、工 艺成熟、价格便宜、性能稳定可靠、灵敏度高、测量速度快、适合 静态和动态测量等，易于实现测量过程的自动化和多点同步测 量。但是应变片电阻易受温度影响，测量时需加以补偿或修正。

鉴于应变式压力传感器具有以上优点，本系统选用了该种 型号的传感器。在应变片将被测压力转换成电阻的相对变化率 之后，通常采用电桥电路将其进一步转化成电EE或电流信号，根 据电源的不同，电桥分为直流电桥和交流电桥。其中直流电桥分 为单臂桥路、半桥差动电路、全桥差动电路。单臂桥路的非线性 误差较高；半桥差动电路灵敏度比单臂桥路提高了一倍，而且当 负载电阻很大时，没有非线性误差，同时还可以起到一定的温度 补偿作用；全桥差动电路的电压灵敏度高，为单臂工作电桥的四 倍，为半桥差动电路的两倍，电路本身具有一定的温度补偿电 路，且带负载能力强，当负载电阻很大时，没有非线性误差。

直流电桥的优点是准确度高、稳定性好，电路简单、调节方 便，电桥与后续仪表间的连接导线不会形成分布参数，因此对导 线的连接方式要求较低;其缺点是易引人工频干扰，后接的直流 放大器一般都比较复杂，且易受零漂和接地电位的影响。

鉴于此本系统中选用的传感器是全桥差动电路的应变片式 压力传感器，虽然相对于其它的转换电路来说，其性能最好，但 是仍然有比较明显的温漂和时漂，为此必须采取补偿措施，其最 常用的补偿方法有电桥补偿方法和热敏电阻补偿方法，本系统 采用的是热敏电阻式补偿方法。

由于配料配方的保密要求，现只能举例来说明选择型号的 方法。假设其配方是消石灰22kg,白云石1kg，石灰石2kg。则 消石灰的比重为88%，白云石为4%，石灰石为8%。现假设称重 出现+50g的误差，其造成的变化如表1。

表1不同误差对比重造成的影响

从表1中很明显地可以看出，白云石对配方的影响最大，其 次是石灰石，最后是消石灰。这就要求我们选型的时候，白云石称重传感器的精确度要求最高，其次是石灰石和消石灰。根据现 场的实际情况，我们选取LSA-50KG型号的传感器作为白云石 和石灰石的称重传感器，选取LSA-100KG型号的传感器作为 消石灰的称重传感器。为了尽量减少现场电磁干扰对信号传输 的影响，传感器与变送器之间的信号传输线为RVVP-4x 0.5mm。其设计框图和现场接线图如图1、图2。

3.信号的转换

称重传感器所测量的数据是模拟信号，虽然经过变送器处 理，但其信号仍然无法让工控机识别，必须将模拟信号转变成标准的数字信号才行，故现用一块研华PCL-813端子板来对变送 器的信号进行处理，本系统选用的具体型号是PCLD-881，工控 机的型号为IPC-610。

研华PCL-813是一款32路单端带隔离的模拟量输人卡， 常应用于工业现场和实验室。其特点是:32路单端带隔离的模 拟量输人；12位逐次比较式A/D转换；多种模拟量输人范围， 可以通过软件设定；软件触发模式；支持多种语言开发，如BA- SIC、Delphi、C 和 C++等。

测试时用PCL—10137-1/2/3 (37芯D型电缆，1，2或3 米)将PCL-813与ADAM-3937连接，这样PCL-813的32个 模拟输人通道就和ADAM-3739的32个接线端子一一对应, 可通过将输人信号连接到接线端子来测试PCL-813的32路 模拟输人。

在数据采集中，模拟量输人基本上都是以电压信号输人。为 了达到准确测量并防止损坏应用系统，正确的信号连接是非常 重要的。PCL-813是32路单端带隔离模拟量输入数据采集卡， 当测量一个电压信号时，将信号源一段接人到一个端子上，信号 源另一端接到地端子上（五个模拟地中的任何一个）。没有涉及 的参数均选用系统默认值。

PCL-813(PCLD-881)板卡和fPC-610工控机连接直接 用PCL-10137-1/2/3，无需其它设备。

4.结束语

本系统已在湖北某钢铁公司生产流水线上得到应用。几年 来连续正常运行，取得了良好的效果，给该公司带来了良好的效 益，该产品混料的纯度有大幅度提高。完全达到了设计要求；同 时，系统自动化程度高，维护简单，使用方便，降低了工人劳动强 度。相信本系统中的称重混料系统对于有类似生产线的控制系 统设计具有一定的参考价值。