地磅称重传感器仪表应该如何选择

　　、传感器的选择

　　般来说，多大吨位的秤就应该选择多大吨位的传 感器。但是在实际应用中，通常规定静态时衡器的大 载荷为：

　　静态时衡器的大载荷=70%x传感器的额定载荷x 传感器的个数

　　这是由于秤体自重的存在和动态时汽车上枰的振 动、冲击、偏载等原因，使部分传感器瞬时承受比实际载 荷多出10%~40%的重量，有时甚至超出传感器的额定 载荷，使当次称量的准确度下降。为了使传感器在额定 载荷内工作，可以人为规定70%的系数。规定个上限， 有助于提高秤体的准确性。表1为允许过衡车辆的轴载。

　　轴载指汽车后轴(含轴组)总载荷。地磅允许过 衡轴载与传感器额定载荷、传感器支点距离等因素有关。

　　实际选择中，还要考虑传感器的技术参数，尤其是 灵敏度。

　　 先分析下灵敏度的定义(现讨论同灵敏度的 传感器，以2mV/V为例)，额定载荷下，传感器的大输 出信号差(mV)与激励电压(V)的比值，单位是mV/V。其 意义在于传感器和称重仪表的标准化、统化。

　　以QS系列称重传感器和XK3190-D9仪表为例来说明。

　　QS-30T-A,灵敏度为2.0mV/V;D9仪表输出激励电 压为8V。

　　可以计算，30t载荷状态下，传感器输出差模信号 [C/,(+)-t/,(-)] =2mV/Vx8V=1,6mV，同样，20t、40t 等传 感器额定载荷下的输出均为1.6mV。

　　多传感器使用时，把所有传感器的输出信号并入接 线盒中，由接线盒输出两根差模信号线(俗称“进机线”) 到仪表。为确定所选择的传感器是否正确，给出了下面 的计算公式。值得注意的是，进机线的信号是多传感器 信号平均值而非累加值。

　　秤体满载时额定净输入信号(毫伏)£/ U^SxVxO/CxR

　　式中—秤体量程,kg;K^传感器激励电压，V; 0——传感器灵敏度，mV/V;C——传感器量程(额定载 荷)，kg;ft——使用的传感器数据，这里表示并联电压 回路数量。

　　当L7仪表分度值>仪表输人灵敏度时.可判为合格。

　　二、显示仪表的选择

　　称重仪表的内部结构包括：放大电路，A/D转换、 单片机以及和单片机相连的控制面板、显示部分、打 印部分和串型通讯部分。本文讨论的是其模拟信号及 量化部分，即输人信号和其中的放大电路、A/D部分的 关系。

　　1.集成运算放大器

　　称重仪表采用的放大器均为高精度集成运放(如 OP177、OP277、MAX422等)，具有高分贝、低失调、低温 漂、高共模抑制比等特点。传感器输出的差模信号正 与运放的同相输人端相连f/,,，负和运放的反相输人端 相连仏，运放的同相与反相输人电阻均为ft,,反馈电阻 Rf,则减法运算后输出电压U0=(R3/R4*(Up-UN)，增益 AU=Rf/Rio调整反馈电阻使和A/D转换器的模拟信号电 压等相匹配。由于仪表中运放采用几乎固定的增益 和A/D模拟输人信号范围，根据上式得出仪表的大输 人信号范围f/,为：

　　U~Ur-U,= (A/D模拟信号范围)/(运放增益)

　　2.模拟-数字转换器

　　称重仪表中多采用16位S-AA/D芯片，理论上能 把采集来的模拟信号(上面论述的(/„)作2V65536)等 份。以基准电压对照，每份模拟信号(A = 1/65536)对应 个数字量，这样就实现了模数转换的功能。在无其他 因素限制时，可以把A/D的输出信号看成仪表内码的变 换范围。

　　把运放和A/D放在起考虑，不难得出以下结论：

　　仪表的A/D可以看成是等分其额定输人信号范围 的。实际使用中的输人信号往往很难接近其额定输人 信号，甚至有的达不到仪表输人信号范围的半，这样 不利于整个产品的准确度，也浪费了仪表的资源。当然， 有用信号被等分得越多越好，这样可以提高产品的准确 度和可调性。

　　三、实例选配

　　现在以SCs-40地磅为例来说明如何合理选配。

　　要求解析:衡器的大秤量值为40t，单节，4传感器。

　　按要求，现在传感器中可以选配的有101、151、201。

　　1.传感器选配10t 10tx4=40t

　　理论上可行，正好*利用，但是考虑到秤体自重 及汽车的冲力、超载等因素，我们不能选用可能超出额 定载荷的传感器。

　　2.传感器选配15t 15tx4=60t>40t

　　60tx70%=42t>40t (此处也为临界状态，由于70%为 安全使用系数，此处可以通过)。

　　(40000kgx8Vx2mV/V)/ (15000kgx4)=10mV C3等分度数为3_

　　则 10mV/3000=3.33ixWd 这里取f/=8V

　　3.33ixV/d在现有多数仪表的输人灵敏度指标内，可 以选用。

　　传感器选配20t 20tx4=80t>40t 80tx70%=56t>40t

　　(40000kgx8Vx2mV/V)/(20000kgx4) =8mV C3等分度数为3000 贝 ij8mV/3000=2.67ixWd 这里取f/=8V

　　2.67jtV/d在现有多数仪表的输人灵敏度指标内，可 以选用。

　　综合考虑上述第2节~第3节，第2节中大净输人 信号为10mV，第3节中大净输人信号为8mV，即第2 节中有用信号要多些。仪表的净输人信号范围和反 相输人模信号均大于第2节~第3节的范围(般反相 输人略小于同相输人的值)。但是第2节对仪表的利用 率要比第3节高些，即内码的识别能力要好些。同 理，应尽量选择信号范围接近传感器信号变化木值 的仪表。

　　根据以上分析，我们用15t传感器。当然，如果暂时 没有15t传感器，20t的也可以，但不要选择额定载荷更 大的传感器(如30t、40t)，因为那样会减少可调性和仪 表的准确度，给检秤工作带来不必要的麻烦。

　　在通常的情况下，衡器的配置由任务来确定，称重 技术的可行性将影响的设计方案。对传感器和显 示仪表技术性的深人理解，对选配高质量的衡器有很大 的帮助。