数字式地磅在煤炭销售计量中的实际应用

本文介绍了数字式地磅的组成、安装调试、检修等方面知识，阐述了数字式地磅与模拟式地磅相比的一些独到之处和优点。

一、引言

随着数字技术和信息技术的高速发展，极大地促进了地磅的数字化的发展，数字式地磅主要由数字式称重传感器和数字式仪表等零部件组成，它是在传统的模拟式地磅的基础上，采用数字称重技术发展起来的新产品。与传统的模拟式地磅相比具有抗干扰能力强、角差易调整、免标定、不间断工作、具有自我识别功能、便于故障诊断和易实现加密、防作弊效果明显等优点。

数字式地磅由于使用数字式传感器，其线性、温度性能、蠕变和滞后等指标明显优于模拟式地磅，同时，还从技术上解决了长期以来困扰汽车衡维护的更换传感器和仪表须重新标定的问题。因数字式地磅采用了数字技术，构成方式与模拟式地磅有较大的差异，使得两者在安装调试、维修等方面也有明显的不同。

二、数字式地磅的安装

（一） 传感器与仪表的连接传感器与秤台的安装与模拟式地磅一样，但传感器与仪表的接线有较大的区别，这是数字式地磅安装最基本也是最重要的步骤之一。首先要知道接口中各引脚的定义，目前的数字式传感器接口一般采用 RS485 通讯方式，分两线制和四线制两种接口方式。

（1） 两线制方式采用两线制方式 （半双工方式） 与仪表通讯，

这种方式发送和接收数据不能同时进行，同一时刻数据只能单向传输；传感器采用五芯通讯电缆，其中电源线两根 （如 +V 和 - V），通讯线两根，屏蔽线一根。通讯线一般用代号 A、B 表示，其中 A

表示 RS485+，B 表示 RS485- 。可以配备两线制和四线制 RS485 接口的数字仪表。接线时所有的传感器和仪表的电源正相连、电源负相连、数据正（A 或 T+） 相连、数据负 （B 或 T-） 相连，即仪表的发送和接收的负信号短接，接传感器的发送和接收负；仪表的发送和接收的正信号短接，接传感器的发送和接收负。

四线制方式

采用四线制方式 （全双工方式） 与仪表通讯，这种方式发送和接收数据可同时进行，提高了数据处理速度。传感器采用七芯通讯电缆，其中电源线两根 （如 +V 和 - V），通讯线四根，屏蔽线一根。一般用 T+ 表示数据发送正端，T- 表示数据发送负端，R+ 表示数据接收正端，R- 表示数据接收负端（注意：接线时请仔细查看传感器的说明书，有些厂家采用不同的定义标准）。四线制 RS485 接口的传感器一般只能连接提供四线制接口的仪表。接线时遵循电源正相连，电源负相连，所有传感器的数据接收正 （R+） 连在一起再与仪表的数据发送正（T+） 相连，所有传感器的数据接收负 （R-） 连在一起再与仪表的数据发送负（T-） 相连，即发送接接收，接收接发送，正对正，负对负实际应用中，先把所有传感器的电缆集中连接到接线盒中，然后通过一根总电缆与数字仪表相连。

（二） 安装前的准备工作

一般在数字式传感器安装前，先设置和标示数字式传感器的通讯地址，设置操作可使用数字仪表提供的通讯地址设置功能来完成。为了调试和维修方便，必须记下每个不同地址编号的传感器在秤台的安装位置，该地址与传感器安装位置一一对应，以及每个不同地址编号的传感器导线在接线盒的连接位置。传感器地址由仪表自动排序，一般按照安装次序由小到大编码，以 10 只传感器为例，可依次将通讯地址设为 1、2、3、4、5、6、7、8、9 和 10，设置完成后，在传感器（或导线） 醒目位置及与接线盒的接口端做明显的标识，以便今后安装和连接。

（三） 安装与调试

下面介绍D2002E 型仪表的数字式地磅的安装调试。

（1） 安装

数字式地磅的秤体安装要求与模拟式汽车衡一样，也需要基础平整可靠，传感器和秤台接触良好，安装时要确保传感器位置的准确，使每个传感器受力相对均匀。有人认为数字式汽车衡进行的是数字方式，可调整的范围非常大，不必严格要求每个传感器受力均匀，现场试验证明上述观点是错误的，数字式传感器数字调角差的范围的确很大，无论传感器受力差异再大，都能修正过来，但是，这样调试的结果都是暂时的，使用一段时间后，角差和线性会发生严重的改变，导致计量准确度改变。同时，在传感器受力不均匀的情况下，数字角差修正的精度也不理想。

（2） 传感器安装中的注意事项

1） 总信号线的要求

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，超过此长度需定做，用户不能随意加长或更换其他信号线。

2） 传感器的水平调整顺序

秤台、传感器安装好后，有时会发现其中一角或多角不平的现象，一般是从偏差较大的角开始加减垫片，以达到理想的状态。

3） 接线要求

称重系统联机时，所有传感器导线必须按接线板上的标识连线，以免损坏传感器和仪表。一定要确保电源线连接正确无误，尤其是在安装结束通电调试前，要再次仔细核查电源线连接的正确性，以免造成传感器内部电路损坏。

4） 系统接地

整个电子称重系统 （包括传感器、仪表等）必须有良好的接地，以有效防止各种电磁干扰和雷电侵害，保证系统稳定工作。

（3） 调试

一般情况下，地磅安装完毕且通讯正常后，应首先在数字仪表上设置如小数点、分度值、最大秤量等参数，并对地磅进行一次简单标定，然后用尽可能接近满量程的载重汽车在秤台上来回压 3 次 ~5 次，以保证秤台各部分稳固、压实，传感器垂直受力。压完后空秤状态下，仪表应能可靠回零，否则需检查秤台和传感器是否存在安装问题，基础是否存在不实等问题。当数字仪表回零理想后，可通过查看空秤时每只传感器输出的码值来初步判断传感器受力情况。

先将仪表通电，按检查键看每只传感器的内码值，每个传感器的内码值即为传感器受到秤台重量的一个大概值，理论上是将秤台看作质量分布均匀，安装在秤台中间的传感器受力比两边的传感器所受的力要大，其码值大约为 2∶1 的比例关系。为了保证传感器的受力均匀，要求安装在秤体边上的四个传感器的四个内码值中的的最大值与最小值相差要小于 400，安装在秤台中间的传感器的内码值中的最大值与最小值相差要小于 400，

且中间传感器的内码值大约是四周四个传感器内码值的两倍。检查中若发现某只传感器的内码值异常大或小，则说明传感器安装不平，须通过加减垫片的方法将秤台调平，直至满足上述条件，说明秤台安装良好，传感器受力相对均匀。特别要注意：如果传感器、秤台安装不平，则会造成汽车衡的段差，即使通过仪表的角差调整功能也解决不了问题。

（四） 角差调整当以上所有工作完成后，就可对地磅进行

角差调整。角差修正前最好对地磅进行一次初标定。

由数字传感器组成的秤，其角差的调整可以通过仪表软件自动调整。由于仪表可以读取到每个传感器的受力情况，因此只要在各角加载一遍，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，一遍加载即可完成角差调整，非常简便快捷。

（1） 手动角差调整

先用 n-11 Max （Max 最大秤量，n 为传感器的个数） 的砝码压某号传感器正上方，按四角手动键，仪表显示 no，按输入键，显示该传感器的角差系数，若仪表显示值比实际砝码值大，则可下调该传感器的角差系数，反之，则将该传感器的角差系数上调，直至仪表显示值与砝码值一致。然后，依次对其他所有传感器进行压角修正一遍，整个角差调整过程结束。角差系数调整可参照以下估算公式：

式中：K'—角差系数；

L—加载砝码重量值；

E—仪表显示值与砝码值之差。

也可不用估算，但要多次调整系数才能到达目的。

（2） 自动角差调整按四角自动键，输入密码，按输入后再输入传感器的个数，输入压角重量，按输入显示 No1，

在第一角加载输入量，待稳定后按输入再进行下一个角，直至 n 个角，最后按输入退出。这种调试角差方法的效果不是太理想，有时会有一个分度值的段差，要想段差更小，称量更准确，建议采用手动四角调整。

四角调整符合要求后，必须进行量程校准，即标定操作。不同厂家的数字仪表调试和标定的方法不一致，请参见相应的技术和使用手册。

三、常见故障及处理办法

由于数字式传感器是在传统电阻应变式传感器基础上，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的电子称重技术，因此，数字式汽车衡与模拟式地磅的现场维修也有较大区别，数字式汽车衡智能化程度很高，数字仪表具有自诊断功能，便于故障查找，利用三用表等传统的检测手段已无法判断传感器的好与坏。数字式地磅的故障现象多种多样，引发故障的因素也很多，称重系统的各个构成部分和外部环境都有可能引发故障，且相同的故障现象往往由不同的原因引起。

以下介绍 仪表的数字式地磅的故障处理。

（一） 数字地磅出现段差现象可能原因：排除传感器损坏的可能性，主要是因秤体加工和安装不达标导致的系统故障，有以下几个方面的问题。

（1） 传感器安装受力严重不平衡导致的角差无法消除。

（2） 秤台挠度不够导致角差无法消除，角差随加载重量成比例增大。

（3） 秤体扭曲变形导致角差、段差无法消除。

（4） 两秤台搭接不可靠导致段差过大。

解决办法：在排除以上问题后，用 D2000E 型仪表提供的手动四角调整或自动模式，具体步骤如下：首先按四角自动键，仪表显示 Ant，输入传感器总数后，设置压角砝码重量值，然后在 01 号传感器正上方加载砝码，按输入键确认，依此类推，直至在所有传感器正上方加载一遍，角差调整完成。

（二） 仪表数字不稳定可能原因：接地不良和传感器漂移

解决方法：首先检查接地是否完好、可靠，包括电源接地，仪表的金属外壳接地，秤体、传感器等接地。在确定接地安全可靠后，再通过

D2002E 型仪表查看传感器内码的检查键逐一查看每一只传感器当前的受力情况，若发现某只传感器的码值输出有时不稳定、跳变，而其它传感器输出的码值都很稳定，则可判定该传感器损坏引起仪表数字不稳，更换后仪表恢复正常。

（三） 在安装、使用过程中，仪表显示 Err01。

可能原因：01 号传感器有故障、其线路连接有问题或导线损坏。

解决方法：检查传感器、接线盒、仪表的连接是否完好，然后查找 01 号传感器，若无 01 号传感器，则表明该传感器的地址可能丢失或被修改，用仪表的修改地址功能将该传感器的地址编号输入或改回原来的地址编号。如果找到 01 号传感器，测量其接线板上红、黑连接线间是否有9V~12V 的电压，若无电压，则测量仪表与接线盒总连线的 DB9 插头坐上的红黑连线是否有 9~12V电压，若有电压，则仪表与接线盒的连线断路；若无电压，则仪表内部供电损坏，需更换仪表。

四、结束语

数字式地磅因为采用了数字技术，因此具有传统的模拟式汽车衡无法比拟的优点，它采用的数字式称重传感器以可靠性高、免标定、传输距离远、角差容易调整等优点，成为了当今衡器行业的新宠。特别是在系统检修过程中，因数字式地磅有利用数字仪表时刻监视每只传感器的工作状态、便于故障诊断等独特优势以及其它诸多便利和优点，而愈来愈广泛地应用于煤炭、冶金、港口等行业。