1前言
隨著科學技術和國民經濟的迅速發展，各類電子衡器應運而生，並且發展和推廣應用的速度異常迅猛，徹底顛覆了傳統的計量方式和計量設備，極大地促進了社會和經濟的發展。然而，由於電子衡器從原理和構造來講比較複雜，一旦出現故障，非專業人員將束手無策，即使是專業人員借助於儀器儀表和工作經驗，處理起來有時也是很困難的。一般而言，電子衡器由稱重傳感器和稱重儀表（又稱“二次儀表”）所組成，其工作機理是由稱重傳感器將被稱對象的力信號轉換成毫伏級的模擬電壓信號，該模擬電壓信號被送進稱重儀表，進過前置放大、濾波、模／數轉換（A／D）等，在電子計算機或微處理器的協調下，將稱重數據顯示出來，並完成許多運算及其他功能。目前大量使用的電子衡器中多采用電阻應變式稱重傳感器，電子衡器常見的故障有稱量不準確、零點漂移嚴重及顯示不穩定等，這類故障有可能是稱重傳感器及其線路所致，也可能是稱重儀表自身故障。究竟是哪個方麵出了問題，在檢查和判斷時往往令人費解。本文介紹兩種能夠模擬稱重傳感器輸出信號的信號發生器，在檢修電子衡器時，從稱重儀表上拔掉稱重傳感器的插頭，將該信號發生器直接替換上，當即就能判斷出故障的範圍，如稱重傳感器一側還是稱重儀表一側。現分別介紹如下。
2通用型稱重信號發生器
2.1電路原理
一般中小型電子衡器的稱量量程相對較小，通常在數百千克至數十噸之間，稱重傳感器的供橋電壓也相對較低，一般在5V～15V之間，因而有別於大型的電子衡器。這裏介紹的稱重信號發生器的電路是根據電阻應變式稱重傳感器的電路原理簡化而來的，如圖1所示。

圖1中的A、B兩端為激勵端，連接稱重儀表的供橋電源；C、D兩端為輸出端，連接稱重儀表的稱重信號輸入端。顯然，以上四個接線端對應於電阻應變式稱重傳感器的四個接線端。
2.2電路參數選擇
由於中小型電子衡器的供橋電壓UE一般在5V～15V之間，而通常所用的電阻應變式稱重傳感器的靈敏係數為S=1mV／V～2mV／V，若取S=2mV／V、UE=15V，則在額定載荷下要求稱重信號發生器的最大輸出電壓為：
Uo(max)=S·U=2(mV/V)·15V=30mV
電位器RP1一般可選用阻值為1kΩ的多圈型。為實現輸出信號Uo在0mV～30mV範圍內連續可調，並使得通過RP1與其並聯電阻R3中的電流在3mA以內，就應首先確定R3的阻值。從圖1可知，（RP1//R3）的等效電阻為：
30(mV)/3(mA)=10Ω    (1)
由此得出RP1和R3的阻值關係為：
（RP1·R3）（RP1+R3）≈10Ω    （2）
根據式（1）和電阻的並聯規律可知，R3的阻值遠遠小於RP1，所以式（2）左端的分母近似等於RP1，因此推算出R3=10Ω，取供橋電壓UE=15V，則電路的總電阻為：
R1+(RP1//R3)+R2=15(V)/3(mA)=5kΩ    （3）
在式（3）中，由於5kΩ遠遠大於（RP1//R3），所以（RP1//R3）在此可忽略不計，這裏取R1=R2，由此可得：
R1=R2=2.5kΩ
至此，已經全部確定了圖1中各個電阻的阻值，其中R1=2.5kΩ；R2=2.5kΩ；R3=10Ω；
RP1=1kΩ。
3大型電子衡器用稱重信號發生器
大型電子衡器一般指電子軌道衡和一些特種大型電子衡器，其稱量量程均在100t以上，雖然有的電子汽車衡的稱量量程也有很多一百多噸的，但它的稱重台麵下裝置的稱重傳感器較多，通常可達8隻～12隻，而電子軌道衡等通常隻裝設4隻稱重傳感器，所以其載荷量就大，供橋電壓也較高，通常為12V～24V。基於以上考慮，適用於大型電子衡器的稱重信號發生器如圖2所示。

圖2中的“UE”端接12V～24V的供橋電源正極；“ZJ”端為信號輸出端；“⊥”端為輸出信號的接地端；A、B兩端為激勵端，用以模擬電阻應變式稱重傳感器的形式，避免供橋電源空載。
4選材與製作
對於以上兩種稱重信號發生器，對元件的要求雖然並不苛刻，但還是要有一定講究的。為了精細地調節信號輸出電壓，電位器RP1必須選用多圈旋轉精密類線繞式電位器，如WXD7-23或WXD2-53型等，其中WXD2-53型附帶指示刻度盤，觀察一下該指示刻度盤，電位器滑動臂的停滯位置就一目了然，還可通過指示刻度盤的指示值很容易換算出信號輸出電壓，使用起來相當方便。可選用之列的多圈電位器的外形如圖3所示。

對於圖1和圖2中的各個固定電阻，原則上應選用溫度係數小、穩定性好的金屬膜電阻或類似性能的電阻。
把全部元件安裝在一小塊電路板上（如環氧樹脂玻璃纖維板或製成PCB形式），到電子市場購買一個DIY產品的小盒子，將電路板用自攻螺釘固定到盒子裏。電路的各個端子對外連接方式要以方便使用為目的，可以采用與稱重儀表相匹配的插頭線連接的方式（如矩形插頭座、航空插頭等），也可以從盒子裏引出幾條導線（圖1為4條，圖2為5條），以利於和不同的稱重儀表相連接。常用的CD1型矩形9線插頭座的外形如圖4所示，其中左圖為兩種矩形插座，右圖為矩形插頭。製成的稱重信號發生器的內部結構如圖5所示。製成的稱重信號發生器的外形如圖6所示，其中左圖為主機，右圖為信號插頭線。

5結束語
該稱重信號發生器的電路簡單，取材容易，製作方便，現場使用效果好，減少了許多盲目性和繁雜的實驗，避開了彎路和誤判，大大地提高了檢修的工作效率。運用該儀器不僅能夠在檢修時判別故障的範圍，當與高精度的電壓表配合時（用以觀測輸出信號電壓），還可以粗略地進行定量檢驗或校驗。

作者：王水成

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