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地磅稱重傳感器儀表應(yīng)該如何選擇
、傳感器的選擇
般來說,，多大噸位的秤就應(yīng)該選擇多大噸位的傳 感器,。但是在實際應(yīng)用中，通常規(guī)定靜態(tài)時衡器的大 載荷為：
靜態(tài)時衡器的大載荷=70%x傳感器的額定載荷x 傳感器的個數(shù)
這是由于秤體自重的存在和動態(tài)時汽車上枰的振 動,、沖擊,、偏載等原因，使部分傳感器瞬時承受比實際載 荷多出10%~40%的重量,，有時甚至超出傳感器的額定 載荷,，使當(dāng)次稱量的準確度下降。為了使傳感器在額定 載荷內(nèi)工作,，可以人為規(guī)定70%的系數(shù),。規(guī)定個上限， 有助于提高秤體的準確性,。表1為允許過衡車輛的軸載,。
軸載指汽車后軸(含軸組)總載荷。地磅允許過 衡軸載與傳感器額定載荷,、傳感器支點距離等因素有關(guān),。
實際選擇中，還要考慮傳感器的技術(shù)參數(shù),，尤其是 靈敏度,。
先分析下靈敏度的定義(現(xiàn)討論同靈敏度的 傳感器，以2mV/V為例),，額定載荷下,，傳感器的大輸 出信號差(mV)與激勵電壓(V)的比值，單位是mV/V,。其 意義在于傳感器和稱重儀表的標(biāo)準化,、統(tǒng)化。
以QS系列稱重傳感器和XK3190-D9儀表為例來說明,。
QS-30T-A,靈敏度為2.0mV/V;D9儀表輸出激勵電 壓為8V,。
可以計算,，30t載荷狀態(tài)下，傳感器輸出差模信號 [C/,(+)-t/,(-)] =2mV/Vx8V=1,6mV,，同樣,，20t、40t 等傳 感器額定載荷下的輸出均為1.6mV,。
多傳感器使用時,，把所有傳感器的輸出信號并入接 線盒中，由接線盒輸出兩根差模信號線(俗稱“進機線”) 到儀表,。為確定所選擇的傳感器是否正確,，給出了下面 的計算公式。值得注意的是,，進機線的信號是多傳感器 信號平均值而非累加值,。
秤體滿載時額定凈輸入信號(毫伏)£/ U^SxVxO/CxR
式中—秤體量程,kg;K^傳感器激勵電壓，V; 0——傳感器靈敏度,，mV/V;C——傳感器量程(額定載 荷),，kg;ft——使用的傳感器數(shù)據(jù)，這里表示并聯(lián)電壓 回路數(shù)量,。
當(dāng)L7儀表分度值>儀表輸人靈敏度時.可判為合格,。
二、顯示儀表的選擇
稱重儀表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括：放大電路,，A/D轉(zhuǎn)換,、 單片機以及和單片機相連的控制面板、顯示部分,、打 印部分和串型通訊部分,。本文討論的是其模擬信號及 量化部分，即輸人信號和其中的放大電路,、A/D部分的 關(guān)系,。
1.集成運算放大器
稱重儀表采用的放大器均為高精度集成運放(如 OP177、OP277,、MAX422等),，具有高分貝、低失調(diào),、低溫 漂,、高共模抑制比等特點。傳感器輸出的差模信號正 與運放的同相輸人端相連f/,,,，負和運放的反相輸人端 相連仏,，運放的同相與反相輸人電阻均為ft,,反饋電阻 Rf,則減法運算后輸出電壓U0=(R3/R4*(Up-UN)，增益 AU=Rf/Rio調(diào)整反饋電阻使和A/D轉(zhuǎn)換器的模擬信號電 壓等相匹配,。由于儀表中運放采用幾乎固定的增益 和A/D模擬輸人信號范圍,，根據(jù)上式得出儀表的大輸 人信號范圍f/,為：
U~Ur-U,= (A/D模擬信號范圍)/(運放增益)
2.模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器
稱重儀表中多采用16位S-AA/D芯片,，理論上能 把采集來的模擬信號(上面論述的(/„)作2V65536)等 份。以基準電壓對照,，每份模擬信號(A = 1/65536)對應(yīng) 個數(shù)字量,，這樣就實現(xiàn)了模數(shù)轉(zhuǎn)換的功能。在無其他 因素限制時,，可以把A/D的輸出信號看成儀表內(nèi)碼的變 換范圍,。
把運放和A/D放在起考慮，不難得出以下結(jié)論：
儀表的A/D可以看成是等分其額定輸人信號范圍 的,。實際使用中的輸人信號往往很難接近其額定輸人 信號，甚至有的達不到儀表輸人信號范圍的半,，這樣 不利于整個產(chǎn)品的準確度,，也浪費了儀表的資源。當(dāng)然,， 有用信號被等分得越多越好,，這樣可以提高產(chǎn)品的準確 度和可調(diào)性。
三,、實例選配
現(xiàn)在以SCs-40地磅為例來說明如何合理選配,。
要求解析:衡器的大秤量值為40t，單節(jié),，4傳感器,。
按要求，現(xiàn)在傳感器中可以選配的有101,、151,、201。
1.傳感器選配10t 10tx4=40t
理論上可行,，正好*利用,，但是考慮到秤體自重 及汽車的沖力、超載等因素,，我們不能選用可能超出額 定載荷的傳感器,。
2.傳感器選配15t 15tx4=60t>40t
60tx70%=42t>40t (此處也為臨界狀態(tài)，由于70%為 安全使用系數(shù),，此處可以通過),。
(40000kgx8Vx2mV/V)/ (15000kgx4)=10mV C3等分度數(shù)為3_
則 10mV/3000=3.33ixWd 這里取f/=8V
3.33ixV/d在現(xiàn)有多數(shù)儀表的輸人靈敏度指標(biāo)內(nèi)，可 以選用,。
傳感器選配20t 20tx4=80t>40t 80tx70%=56t>40t
(40000kgx8Vx2mV/V)/(20000kgx4) =8mV C3等分度數(shù)為3000 貝 ij8mV/3000=2.67ixWd 這里取f/=8V
2.67jtV/d在現(xiàn)有多數(shù)儀表的輸人靈敏度指標(biāo)內(nèi),，可 以選用。
綜合考慮上述第2節(jié)~第3節(jié),，第2節(jié)中大凈輸人 信號為10mV,，第3節(jié)中大凈輸人信號為8mV,，即第2 節(jié)中有用信號要多些。儀表的凈輸人信號范圍和反 相輸人模信號均大于第2節(jié)~第3節(jié)的范圍(般反相 輸人略小于同相輸人的值),。但是第2節(jié)對儀表的利用 率要比第3節(jié)高些,，即內(nèi)碼的識別能力要好些。同 理,，應(yīng)盡量選擇信號范圍接近傳感器信號變化木值 的儀表,。
根據(jù)以上分析，我們用15t傳感器,。當(dāng)然,，如果暫時 沒有15t傳感器，20t的也可以,，但不要選擇額定載荷更 大的傳感器(如30t,、40t)，因為那樣會減少可調(diào)性和儀 表的準確度,，給檢秤工作帶來不必要的麻煩,。
在通常的情況下，衡器的配置由任務(wù)來確定,，稱重 技術(shù)的可行性將影響的設(shè)計方案,。對傳感器和顯 示儀表技術(shù)性的深人理解，對選配高質(zhì)量的衡器有很大 的幫助,。