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數字式稱重傳感器的原理和特點

發布時間:2021-12-21 14:36:57 |來源:網絡轉載

一、概況
數字式稱重傳感器和計量儀表技術的發展已經逐漸成為稱重技術領域內的新寵,由於數字式稱重傳感器和計量儀表技術具有調試方法簡捷、方便、高效以及適應現場環境能力強等優勢,正在迅猛發展從而在該領域嶄露頭角。
二、數字式稱重傳感器的原理及其特點
數字式稱重傳感器是在傳統電阻應變式稱重傳感器的基礎上,結合現代的微電子技術、微型計算機技術集合而成,發展起來的一種新型電子稱重技術。數字式稱重傳感器是由模擬式傳感器(電阻應變式)和數字化轉換模塊兩部分組成的。數字化轉換模塊應用高度集成化的電子電路,采用SMT表麵貼裝技術製作而成,它主要包括放大器、A/D轉換器、微處理器(CPU)、存儲器、接口電路(RS485)以及數字化溫度傳感器等電路。
數字式稱重傳感器具有以下主要特點。
首先,數字式稱重傳感器采用了高度集成化的A/D轉換電路、數字化信號傳輸技術以及數字濾波技術,使得數字式稱重傳感器的信號傳輸距離較遠,可達到1200米,其抗幹擾的能力也強,數字式稱重傳感器內部模擬信號的傳輸距離極短,同時傳感器外殼(彈性體)的自身又是一個絕對良好的屏蔽罩,就是這兩個特點決定了其抗幹擾能力強的優勢,這在很大程度上極大地提高了數字式稱重傳感器的穩定性。
其次,數字式稱重傳感器具有保密性好、防止作弊的功能,能夠有效地防止遙控器的遙控作弊,一旦發現有遙控作弊就會自動采取出錯報警,從而有力地保障了數據的安全性與準確性。而使用模擬式稱重傳感器的汽車衡被安裝遙控作弊器的情況比較普遍,這給使用的企業造成了很大的經濟損失。由於遙控作弊器的自身體積較小,同時安裝起來也極其簡便,因此不容易被發現,這給計量數據的安全造成了極大的隱患。因此大型貿易衡器都應當進行數字化改造,使之成為數字式汽車衡,從而使得計量數據的安全性得到了良好可靠的保障,也更好地維護了廣大用戶的經濟利益。
再次,由於數字式稱重傳感器具有自動采集數據進行預處理、存貯和記憶的功能,並且具有唯一性的標記,因而多隻數字式稱重傳感器並聯組成秤體後可分別檢查每個傳感器的工作狀態,以便於故障的診斷。以往使用的傳統的汽車衡及軌道衡所使用的均為模擬式稱重傳感器,這種設備的工作狀態很不穩定,每次出現故障很難判斷是哪一隻傳感器出了問題,隻能通過打開接線盒檢查每一根傳感器的信號情況,運用排除法逐個進行檢查,要花費很長時間才能找到有問題的傳
感器。問題解決以後還要聯係質量技術監督局的檢定人員進行檢定,檢定費用從正常的一年一次也變成為兩次甚至多次,人力、物力和財力都造成了很大的浪費,更為重要的是給用戶企業的正常生產帶來了負麵影響。而進行了數字化的改造以後,前麵出現的諸多問題就都迎刃而解了,數字式稱重傳感器的工作狀態良好,運行情況比較穩定,因而數字式稱重傳感器的優越性能及其在實際生產中所起到的重要作用是不言而喻的。
數字式稱重傳感器係統的最主要的特點是:第一,每隻數字式稱重傳感器都具有各自的地址,可以通過RS485等通信接口來查詢單個數字式稱重傳感器的工作狀態。第二,可以直接獲得每隻數字式稱重傳感器的原始輸出信號,而不是得到一個由多隻傳感器並聯組合在一起的無物理量相對應的未知模擬信號。正是因為有了這樣兩大特點,才能夠使得數字式稱重傳感器係統真正實現了檢測、識別、診斷等“智能”化功能。第三,能夠對稱重傳感器實現數字化的軟件補償(如溫度、線性、蠕變等方麵)。從原理上來講,隻要數字式稱重傳感器的穩定性好,就可以經過軟件來實現理想的補償。用這種方法在對稱重傳感器的補償方麵早已得到證明,因此可以將稱重傳感器的製造精力主要放在提高穩定性的方向上麵。
數字式稱重傳感器係統可以得到每一隻稱重傳感器的原始稱重信號,並且可以對每一隻稱重傳感器進行各自尋址。這樣就可以對每一隻稱重傳感器的稱重狀態進行監測和分析,實現了在線故障的檢測,在不影響校準的情況下更換稱重傳感器,以及在多隻稱重傳感器係統中,當有一隻稱重傳感器發生故障的時候,仍然可以根據該稱重傳感器以往的信息,在不更換該稱重傳感器的情況下,使係統能夠在保證一定準確度的情況下繼續工作。這對於配料係統來說具有非常重要的意義,而這些功能是將稱重傳感器並聯使用的模擬係統中是不可能實現的。
三、數字式汽車衡與模擬式汽車衡的區別
數字式汽車衡與模擬式汽車衡有著天壤之別,數字式汽車衡因為采用了數字式稱重技術,因而其構成的方式與傳統的模擬汽車衡存在著較大差異。首先,數字式汽車衡的稱重儀表(或計算機)和數字式稱重傳感器之間的接口屬於數字通信接口(一般為RS485通信方式),稱重儀表接收的是汽車衡數字式稱重傳感器直接送出的數字信號,傳輸線長度可達1200米。而普通的模擬式汽車衡的稱重儀表和稱重傳感器之間的接口屬於模擬接口,其傳輸的是模擬信號,稱重儀表首先接收模擬式稱重傳感器的模擬信號,然後再對其進行A/D轉換後才能夠進行進一步的處理,其傳輸的距離一般為20~30米。其次,由於數字式汽車衡接收的是數字信號,調整秤體的角差時可以直接在稱重儀表中通過軟件來處理,而不必像調整模擬式汽車衡那樣,需要調整稱重傳感器接線盒中的電位器來達到調整角差的目的。
同時,數字式稱重傳感器接線盒是英文DigitalJ-Box的中文名稱,其沿用了模擬式稱重傳感器的“J-BOX”接線盒名稱。模擬式稱重傳感器的接線盒是真正隻起到接線作用的元器件,而一般數字式稱重傳感器接線盒除了沒有顯示的功能以外,也包含了稱重顯示器的基本功能,具備了信號放大、數/模轉換和數據傳輸的功能,數字式稱重傳感器接線盒也可以視作為沒有顯示器的稱重顯示器。另外,現如今的一些數字式稱重傳感器接線盒也可以顯示稱重數值。因此,數字式接線盒和稱重顯示器再也沒有明確的分界線。但其與工業生產中使用的稱重控製儀表相比,數字式稱重傳感器接線盒隻有通信傳輸接口,而沒有控製信號的輸入口和輸出口,隻是通過通信傳輸接口RS485或RS232把信號連到專用的稱重顯示器或計算機上。數字式傳感器接線盒和數字式稱重傳感器的出現,雖然從表麵上看起來與過去的模擬式結構沒有多大的區別,但是在理念上確實有了很大的進步。這些明顯的差異,也就決定了數字式汽車衡在安裝調試時存在著諸多優越於模擬式汽車衡的地方,在安裝調試和使用上也更加便利。

 

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