數(shù)字式稱重傳感器在電子汽車衡上的應(yīng)用

董麗亞

（山西科林礦山檢測技術(shù)有限責任公司，山西 陽泉 045000）

引言

目前，電子汽車衡上大多采用的是模擬式稱重傳感器，其在工作過程中極易受到外界各種因素的影響，導(dǎo)致其測量數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，并且一旦出現(xiàn)問題，需要耗費大量的時間進行檢修，嚴重影響工作效率[1]。另外，更換傳感器后還要聯(lián)系質(zhì)檢部門重新進行檢定方可使用，這對人力、物力、財力都造成了很大的浪費。而數(shù)字式稱重傳感器具有運行狀態(tài)穩(wěn)定、可靠性高，防作弊效果顯著的特點。

1 數(shù)字式稱重傳感器的工作原理及性能參數(shù)

數(shù)字式稱重傳感器系統(tǒng)是由傳統(tǒng)的電阻應(yīng)變式發(fā)展而來的，其中融合了當前先進的微電子和微型計算機技術(shù)，促進了稱重工作效率的不斷提高。

數(shù)字式稱重傳感器主要是由模擬傳感器和數(shù)字化轉(zhuǎn)換模塊按照一定的結(jié)構(gòu)形式構(gòu)成的，能夠滿足多種不同稱重方式的要求。其中，數(shù)字模塊在本質(zhì)上是一種電子電路，其具有非常高的集成度，為了實現(xiàn)快速稱重的目的，通過SMT 貼裝技術(shù)將放大器、A/D轉(zhuǎn)換器以及微處理器等相應(yīng)的配件按照一定的連接方式構(gòu)成，從而實現(xiàn)稱重目的[2]。

1.1 工作原理

1）在實際的稱重過程中，傳感器所測得的重量信息是以毫伏信號的形式進行傳輸?shù)模ㄟ^應(yīng)變器的處理后進一步傳輸至放大器的前端位置。為了保障信號的傳輸質(zhì)量，盡可能降低傳輸過程中的誤差和電磁信號干擾，需要對傳輸導(dǎo)線的長度進行有效的控制，將其控制在8 mm 的范圍內(nèi)。

2）模擬信號在超低噪音精密儀器中進行進一步的處理后，再經(jīng)由其中的放大器進行放大處理后傳輸至A/D 轉(zhuǎn)換器。其內(nèi)置的A/D 轉(zhuǎn)換器采用了當前精度最高的24 位轉(zhuǎn)換器，其工作時的分辨率高達0.6X10-9，能夠準確識別傳輸而來的所有信號，進而能夠?qū)⑿盘枔p耗限制在合理的范圍內(nèi)，從而確保信號的高質(zhì)量轉(zhuǎn)換[3]。

3）經(jīng)過A/D 轉(zhuǎn)換器處理后的信號進一步傳輸至核心處理器CPU 處，其能夠?qū)Νh(huán)境因素所造成的各種誤差進行系統(tǒng)全面的計算修正，確保測量數(shù)據(jù)能夠客觀真實地反映實際情況。

4）經(jīng)過核心處理器CPU處理后的數(shù)據(jù)通過RS485接口進行輸出，該類型的接口具有非常優(yōu)良的性能，最遠能夠傳輸?shù)?.2 km，尤其是在惡劣的電磁干擾環(huán)境中還能確保信號的高質(zhì)量傳輸。

1.2 主要性能參數(shù)（見表1）

表1 數(shù)字式稱重傳感器主要性能參數(shù)表

2 數(shù)字式稱重傳感器的特點

1）傳輸距離遠、通信速度快、防作弊效果顯著。相較于模擬式的傳感器而言，數(shù)字式傳感器采用數(shù)字新號進行傳輸，在其傳輸過程中的電頻非常高，通常是前者的百倍以上，這就大大提高了其抗干擾的能力和傳輸速度，進而能夠滿足惡劣環(huán)境中的傳輸需求。同時，其中還內(nèi)置了相應(yīng)的保密協(xié)議，在傳輸過程中一旦出現(xiàn)遙控器作弊的情況，就能及時發(fā)現(xiàn)并采取有效的控制措施，確保數(shù)據(jù)的安全傳輸[4]。

2）抗干擾能力強，可靠性高，防雷電性能好。數(shù)字式稱重傳感器具有非常廣泛的適應(yīng)性，其防護等級高達IP68，在惡劣的環(huán)境中仍舊能夠正常運行，將各種外界干擾所造成的不利影響降到最低，確保信號的穩(wěn)定傳輸。

3）免除標定。數(shù)字式稱重傳感器在生產(chǎn)中已經(jīng)用標準的測力機進行了標定，它的輸出與標準值是對應(yīng)的，由于它在傳輸過程中基本上沒有損耗，所以讀出的值就是實際測量值，可以省去標定這一環(huán)節(jié)。

4）角差調(diào)整方便容易。由數(shù)字式稱重傳感器組成的秤體，只要在各角加一遍載荷，即可計算出各點的角差系數(shù)，自動進行角差調(diào)整，免去了反復(fù)加載砝碼的麻煩，一遍加載即可完成角差調(diào)整，提高了效率。

3 數(shù)字式稱重傳感器的應(yīng)用效果

數(shù)字式稱重傳感器主要是將每臺汽車衡的模擬式傳感器更換為D2002E 型數(shù)字式傳感器，使用專用的不銹鋼雙屏蔽電纜將現(xiàn)場數(shù)字傳感器進行相連，并配備成套的數(shù)字稱重顯示器。安裝完畢后通過現(xiàn)場調(diào)試，進行了準確的計量檢定，滿足了稱重計量要求，目前此系統(tǒng)一直工作穩(wěn)定、計量準確。不難發(fā)現(xiàn)數(shù)字式稱重傳感器組秤具有方便快捷、抗干擾能力強、防雷性能好，工作可靠性高的優(yōu)點[5]。

4 數(shù)字式稱重傳感器存在的問題

雖然數(shù)字式稱重傳感器的智能化程度有了很大提高，并具有自診斷功能，便于故障查找，但是如果數(shù)字式稱重傳感器或數(shù)字式稱重顯示器發(fā)生故障，由于各廠家通訊協(xié)議不同不能互換使用，因而迫切需要實現(xiàn)通訊協(xié)議標準化，以實現(xiàn)不同廠家的數(shù)字式稱重傳感器和數(shù)字式稱重顯示器的互換使用。

5 結(jié)語

數(shù)字式稱重傳感器具有非常優(yōu)良的性能，能夠為稱重系統(tǒng)提供與每個數(shù)字傳感器之間通訊及故障診斷的能力。在電子汽車衡上采用先進的數(shù)字式智能稱重傳感器和數(shù)字式稱重顯示儀表，其整體性能更優(yōu)，環(huán)境適應(yīng)性更強，稱重智能化程度更高，可大大提升電子汽車衡的高新技術(shù)品質(zhì)，使得電子汽車衡走上數(shù)字化的道路。