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“數(shù)字式汽車衡”是汽車衡的更新?lián)Q代產(chǎn)品，它是將傳統(tǒng)電子汽車衡數(shù)/模轉(zhuǎn)換機制由稱重顯示器提前到傳感器內(nèi)，即引入了數(shù)字式稱重傳感器，所以，它具有傳統(tǒng)電子汽車衡不可比擬的優(yōu)點，代表著電子汽車衡最先進的技術(shù)水平。

1 數(shù)字式稱重傳感器原理和發(fā)展

傳統(tǒng)的模擬式稱重傳感器輸出的是模擬信號，顧名思義，數(shù)字式稱重傳感器輸出的就是數(shù)字信號。由于模擬稱重傳感器電阻應(yīng)變轉(zhuǎn)換原理決定了其固有的輸出模擬信號小、輸出距離短、抗干擾能力差、安裝調(diào)拭不方便等缺點，早在上世紀80年代人們在傳感器殼內(nèi)內(nèi)置了放大與A/D轉(zhuǎn)換電路，即模擬式傳感器+數(shù)字變送（放大與A/D電路），構(gòu)成了第一代“數(shù)字式稱重傳感器”，克服了模擬稱重傳感器的信號小、傳輸距離短、抗干擾能力差等缺點。但由于傳感器的各項指標受本身的制造、補償和調(diào)整工藝所決定，所以，沒有突破原有功能。目前，該類傳感器使用比較普遍。第二代數(shù)字式稱重傳感器是在第一代的基礎(chǔ)上增加了傳感器軟件智能化補償，叫做數(shù)字式智能化稱重傳感器。通過數(shù)字補償電路和工藝，可以進行線性、滯后、蠕變等補償，內(nèi)裝溫度傳感器，通過補償軟件可進行實時溫度補償，地址可調(diào)，便于應(yīng)用與互換，遠程診斷與校正?？傮w上講，這一階段的數(shù)字式智能化傳感器主要體現(xiàn)在傳感器本身的智能化補償與校正上。然而，嚴格意義上講，數(shù)字式智能化傳感器的智能化不僅僅反映在傳感器本身的智能化補償與校正上，更重要的是要實現(xiàn)應(yīng)用的智能化。第三代數(shù)字式智能稱重傳感器由模擬式傳感器、數(shù)字變送（放大與A/D轉(zhuǎn)換）、傳感器軟件補償和智能化自控軟件組成，它具有敏感功能，能夠完成稱重信號檢測和處理、邏輯判斷、閉環(huán)控制、雙向通信、循環(huán)自檢和自診斷、自動校正和補償、自動計算等全部或大部分功能，克服了第二代數(shù)字式稱重傳感器的缺點。它既可以是整體型集成化結(jié)構(gòu)，也可以是分離型模塊化結(jié)構(gòu)。最新的第三代數(shù)字智能化稱重傳感器已應(yīng)用于各種智能化閉環(huán)控制多用途、多分量測量與高速動態(tài)數(shù)字信號處理以及網(wǎng)絡(luò)通訊場合。

數(shù)字傳感器內(nèi)核的工作流程主要包括以下四個步驟：

第一，傳感器的毫伏信號從應(yīng)變計輸出以后，直接到放大器的前端。模擬段的信號專用導線長度只有很短的8毫米，最大限度地保證導線不會引入誤差和電磁信號干擾。

第二，模擬信號經(jīng)過超低噪音精密儀表放大器放大后送至A/D轉(zhuǎn)換器。A/D轉(zhuǎn)換器采用目前全世界最高精度的24位轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部分辨率可達0.6×10-9。保證模擬段的信號幾乎沒有任何損耗和引入任何干擾，確保信號轉(zhuǎn)換無誤差。

第三，數(shù)字傳感器的核心處理器CPU對A/D轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)據(jù)進行計算和處理。主要是對各種環(huán)境參數(shù)變化引起的弱小誤差進行計數(shù)字傳感器內(nèi)核的工作流程主要包括以下四個步驟：第一，傳感器的毫伏信號從應(yīng)變計輸出以后，直接到放大器的前端。模擬段的信號專用導線長度只有很短的8毫米，最大限度地保證導線不會引入誤差和電磁信號干擾。

第二，模擬信號經(jīng)過超低噪音精密儀表放大器放大后送至A/D轉(zhuǎn)換器。A/D轉(zhuǎn)換器采用目前全世界最高精度的24位轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部分辨率可達0.6×10-9。保證模擬段的信號幾乎沒有任何損耗和引入任何干擾，確保信號轉(zhuǎn)換無誤差。

第三，數(shù)字傳感器的核心處理器CPU對A/D轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)據(jù)進行計算和處理。主要是對各種環(huán)境參數(shù)變化引起的弱小誤差進行計算和修正，其中包括：零點修正、線性修正、靈敏度溫度修正、重力加速度修正、滯后補償、蠕變補償、零點跟蹤等。第四，CPU把處理好的數(shù)據(jù)通過RS485接口輸出。RS485信號能實現(xiàn)工業(yè)級通訊，最遠通訊距離可達1.2km，可在惡劣的電磁干擾背景環(huán)境下可靠工作。

2 數(shù)字式稱重傳感器的應(yīng)用技巧

隨著數(shù)字傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字傳感器的應(yīng)用越來越普及，特別是在汽車衡中的應(yīng)用更加廣泛。數(shù)字式電子汽車衡主要由數(shù)字式傳感器、數(shù)字接線盒和數(shù)字稱重儀表組成，數(shù)字傳感器電纜線接口定義和數(shù)字傳感器的安裝成為影響數(shù)字式電子汽車衡性能好壞的兩個關(guān)鍵因素。

2.1數(shù)字傳感器電纜線接口定義方法

以柱式數(shù)字傳感器為例，其安裝尺寸和接線方式同普通模擬式傳感器完全一致，如下所示。

（1）Read紅色電源+接穩(wěn)壓直流+12V+12VDC

（2）Black黑色電源-接電源地GND

（3）Green綠色信號+接RS485信號正RS485+

（4）White白色信號-接RS485信號負RS485-（5）Yellow黃色屏蔽接外殼地

2.2使用時要注意以下事項

請使用線性電源（電池、變壓器穩(wěn)壓后輸出的電源），不要使用開關(guān)電源。因為開關(guān)電源的紋波和鏈波都比較大，不適合做高精度的測量電源。

電源的電壓必須穩(wěn)定且噪音小，電壓為直流12V，輸出電流≥800mA，推薦輸出電流為1000mA。

數(shù)字傳感器允許最小可工作的電壓為7V，最大的工作電壓可達到15V，推薦使用電壓為12V。只要電壓在（7～15）V之間的電源都可以使用，但低于7V的傳感器就不能可靠。

啟動，如果電壓處于掉電復位的臨界點，有可能處于頻繁啟動的狀態(tài)，這對傳感器是極為不利的。如果電壓高于15V數(shù)字傳感器的功耗將會升高，同時熱噪音將會影響測量精度，如果電壓高于20V將導致內(nèi)部芯片過熱燒毀。

線接錯時，應(yīng)及時糾正。雖然數(shù)字傳感器內(nèi)部有多重保護電路，能保證在短時間內(nèi)不會損壞內(nèi)部電子線路，但長時間下去還是會損壞數(shù)字傳感器的。

2.3數(shù)字傳感器的安裝技巧

以最常見的120t靜態(tài)電子汽車衡為例。數(shù)字式電子汽車衡的安裝要求與模擬式的基本一致，都遵循以下標準，即GB/T7723-2002固定式電子衡器、GB/T14249.1-1993電子衡器安裝要求、GB/T14249.2-1993電子衡器通用技術(shù)條件。

120t靜態(tài)電子汽車衡底下由8個30噸橋式傳感器支撐。理論最大載荷稱量為240t，但考慮安全系數(shù)的關(guān)系一般作為120t使用。國標規(guī)定使用時顯示分度值為50公斤，終端客戶一般喜歡把顯示分度值設(shè)置成20kg。數(shù)字傳感器的具體安裝步驟如下：第一，把8個數(shù)字式傳感器按照編號安裝到秤臺下面的支撐處。為了安裝、調(diào)試、維護、檢修等相關(guān)管理工作的方便，應(yīng)對傳感器的安裝位置進行規(guī)劃，每個編號位置就是固定安裝相應(yīng)編號的傳感器。然后把1至8號的傳感器安裝到1#到8#的位置上。第二，把每個傳感器的電纜連接到數(shù)字接線盒內(nèi)，一般以傳感器在秤臺下的實際位置一一對應(yīng)排好號碼，按局部放大圖對每一個傳感器進行接線，旋緊螺栓即可，注意不要用力過度以免滑牙。第三，制作一條信號總線，把數(shù)字接線盒和數(shù)字儀表連接。信號總線的連接器引腳方法如圖所示進行焊接。儀表接口一般為DB9孔式（俗稱母頭），所以要用DB9針式（俗稱公頭）進行對接。

2.4數(shù)字傳感器的調(diào)試

數(shù)字傳感器安裝好以后要進行角差調(diào)試。模擬式傳感器的角差調(diào)試是一件非常繁瑣事，由于每個傳感器的輸入輸出電阻阻值不一致、零點輸出不一致、靈敏皮不一致，調(diào)整時又會相互影響，因此，對于沒有一定實踐經(jīng)驗的人來說，調(diào)試起來難度走很大，花費的時間也很長。而數(shù)字傳感器的調(diào)整就非常方便，以上面的問題都不存在，即使有誤差，調(diào)整時也不會相互影響，具體的角差調(diào)試方法如下：第一步，設(shè)置儀表相關(guān)參數(shù)，如分度值（壓角時一般讀取1至10kg）、傳感器個數(shù)、量程等等。第二步，空秤臺置零。第三步，把砝碼放在秤臺中間進行標定、標定后顯示的總重量值就是調(diào)角差的參考值。第四步，校角差一般從1號角開始進行，然后安順序一直校到最后一個角。比如用5噸砝碼放到一號角后，觀察儀表讀數(shù)，如果大于5噸則把儀表中對應(yīng)的角差系數(shù)變小；如果小于5噸則把角差系數(shù)變大。每一個傳感器在儀表中都有一個對應(yīng)的角差系數(shù)可供用戶修改（出廠時各傳感器角差系數(shù)為1.0000）。

3 結(jié)束語

電子汽車衡引入數(shù)字式稱重傳感器，大大提升了電子衡器的性能指標，也給衡器技術(shù)注入了新的生命力。在衡器技術(shù)數(shù)字式、智能型、網(wǎng)絡(luò)信息化的發(fā)展進程中必定會發(fā)揮重要的作用。它用先進的數(shù)字式智能稱重傳感器和數(shù)字式稱重顯示儀表，使汽車衡整體性能更優(yōu)，環(huán)境適應(yīng)性更強，稱重智能化程度更高，從而大大提升了電子汽車衡的高新技術(shù)品質(zhì)，使得電子汽車衡走上了數(shù)字化的道路。

 

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