地磅是一種常用的電子衡器，多用于工業(yè)、商業(yè)貿易中，其具有稱(chēng)重 迅速、準確度高、顯示直觀(guān)、功能齊全等特點(diǎn)。本文從介紹地磅的結構等特點(diǎn)闡述對地磅使用數字稱(chēng)重傳感器的優(yōu)勢和其不足之處。
地磅是一種常用的電子衡器，其具有 稱(chēng)重迅速、準確度高、顯示直觀(guān)、功能齊全等特 點(diǎn)，適用于工業(yè)、商業(yè)、建筑、包儲、貨站、集 貿市場(chǎng)等行業(yè)的計量活動(dòng)，是一種比較理想的計 量器具。電子汽車(chē)衡主要由稱(chēng)臺、稱(chēng)重傳感器及 數據線(xiàn)、接線(xiàn)盒、稱(chēng)重顯示器等部分組成。為了 更好地應用數字式傳感器，加速對數字傳感器的 工作原理的理解和應用技巧的研究是非常必要的。
電子汽車(chē)衡的工作原理是：被計量測試物的 質(zhì)量垂直作用在地磅的稱(chēng)臺上，電子汽車(chē) 衡的稱(chēng)臺將被測物質(zhì)量傳遞給傳感器，使傳感器 的彈性體產(chǎn)生變形，進(jìn)而使傳感器貼于彈性體上 并組成惠斯特電橋應變片的阻值發(fā)生變化，電橋 平衡被打破，輸出一個(gè)與被測量大小成線(xiàn)性關(guān)系 的電壓信號（這就是模擬稱(chēng)重傳感器的工作原 理），由于每個(gè)傳感器的靈敏度不盡相同，故在同 一被測量物的作用下每個(gè)傳感器的電壓輸出略有 差別，影響稱(chēng)量的一致性，因此需要在系統中接 人一個(gè)接線(xiàn)盒，把每個(gè)傳感器的輸出信號調成一 致，從接線(xiàn)盒輸出的電壓信號接人稱(chēng)重顯示器， 經(jīng)稱(chēng)重顯示器處理后，以數字形式顯示出計量結 果。早在上個(gè)世紀的八十年代，人們在傳感器對 的殼內內置了放大與A/D轉換電路，即模擬傳感 器使用數字變送，這就構成了第一代的數字式稱(chēng) 重傳感器，克服了模擬稱(chēng)重傳感器的信號小、傳 輸距離短、抗干擾能力差、防作弊能力差等缺點(diǎn)。 與模擬稱(chēng)重傳感器相比，第一代數字傳感器由于 傳感器的更項指標受本身的制造、補償和調整工 藝所決定，所以沒(méi)有突破原有功能。目前，第一 代的數字傳感器使用比較普遍。但是第二代數字 稱(chēng)重傳感器輸出的信號為數字信號，它是在模擬 稱(chēng)重傳感器內部安裝有放大濾波、A/D轉換、微處 理芯片和溫度敏感元件等組成的數字處理電路， 利用微處理芯片已存人的程序軟件，實(shí)施各項數字補償工藝，進(jìn)行綜合性能測試和檢定，使其輸 出的數字信號符合技術(shù)要求，最后采用電子束焊 和激光焊進(jìn)行密封。這就是數字稱(chēng)重傳感器的結 構與原理。由于數字式的傳感器系統是在傳統模 擬傳感器基礎上，綜合現代微電子技術(shù)、微型計 算機技術(shù)而發(fā)展起來(lái)的一種新型電子稱(chēng)重技術(shù)， 它具有以下優(yōu)勢：
首先，數字稱(chēng)重傳感器采用集成化A/D轉換 電路、數字化信號傳輸和數字濾波技術(shù)使傳感器 的信號傳輸距離較遠，抗干擾能力強。由于數字 式稱(chēng)重傳感器內模擬信號輸出距離極短，同時(shí)傳 感器外殼本身又是一個(gè)良好的屏蔽罩，僅這兩個(gè) 特點(diǎn)就決定了其抗干擾能力的優(yōu)勢，在很大程度 上提高了傳感器的穩定性。
其次，保密性好，具有防作弊功能。其防作 弊功能能有效防止遙控作弊，一旦發(fā)現就會(huì )采取 出錯報警，有力保障數據的安全性與準確性。使 用模擬傳感器的電子汽車(chē)衡被安裝作弊器的情況 比較普遍，因此帶來(lái)的經(jīng)濟損失是一個(gè)很大的數 目；作弊器本身體積小并且安裝簡(jiǎn)單，因此其隱 秘性很高，不易被發(fā)現，給計量數據的準確性、 安全性造成了極大的隱患。
第三，由于數字式傳感器具有自動(dòng)采集預處 理、存貯和記憶功能，并具有唯一標記，多個(gè)傳 感器并聯(lián)組秤后，可分別檢查每個(gè)傳感器的狀態(tài)， 便于故障診斷。在檢定校準過(guò)程中，可在顯示儀 表上調整各角誤差，利用數字系統實(shí)施“自校 準”，智能儀表還可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行調試。首秦公 司現在使用的數字式傳感器為公司生產(chǎn)的 YCCA- H -D型，單只傳感器承載量為50000kg。 最初，首秦公司的地磅及軌道衡所使用的均為 模擬式傳感器，設備工作狀態(tài)不穩定，每次出現 問(wèn)題很難判斷是哪一只傳感器有問(wèn)題，只能通過(guò) 打開(kāi)接線(xiàn)盒檢查每一根傳感器的信號情況，用排 除法逐個(gè)進(jìn)行檢查，花費很長(cháng)時(shí)間才能找到有問(wèn) 題的傳感器。問(wèn)題解決后還要聯(lián)系質(zhì)監局的檢定 人員進(jìn)行檢定，檢定費用從正常的一年兩次也變 為多次，人力、物力、財力都造成了很大的浪費， 最重要的是給公司的正常生產(chǎn)帶來(lái)了負面影響。 自從進(jìn)行了數字化的改造以后，以前出現過(guò)的諸 多問(wèn)題都已經(jīng)解決，設備狀態(tài)良好，運行比較穩 定，即使在二期工程投產(chǎn)后，公司每日的進(jìn)料量 比以前增加了1倍的情況下，數字式傳感器的 狀態(tài)仍非常穩定，沒(méi)有出現過(guò)任何問(wèn)題，充分證 明了數字式傳感器的優(yōu)越性能及其在實(shí)際生產(chǎn)中 起到的重要作用。
第四，增加了傳感器軟件智能化補償，叫做 數字式智能化稱(chēng)重傳感器。通過(guò)數字補償電路和 工藝，可以進(jìn)行線(xiàn)性、滯后、蠕變等補償，內裝 溫度傳感器，通過(guò)補償軟件可進(jìn)行實(shí)時(shí)溫度補償， 地址可調，便于應用與互換，診斷與校正。然而， 嚴格意義上講，數字式傳感器的智能化不僅僅是 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(shí)現應用的智能化。
第五，系統整體成本低。數字傳感器雖然增 加了電路板，但在應用中減少了調試及應用成本 (如調試角差方便），能夠進(jìn)行免標定，更換傳感 器不需重新標定，而且數字傳感器的自診斷、不 間斷工作等功能提高了系統可靠性，降低了停機 時(shí)間。因此系統總體成本是比模擬傳感器系統要 降低的。
第六，維護方便。數字傳感器使用軍標的航 空插頭，不但保證了 IP68的防護等級，而且使得 傳感器與電纜線(xiàn)成為兩個(gè)獨立的器件，更換傳感 器或電纜更方便，不用穿電纜線(xiàn)。由于傳輸的是 數字信號，電纜線(xiàn)的長(cháng)度可根據需要改變，不會(huì ) 影響測量精度。數字傳感器更換時(shí)只需將相關(guān)參 數輸人新傳感器，無(wú)需進(jìn)行系統的重新標定。
第七，不間斷工作。數字稱(chēng)重系統能保障生 產(chǎn)的連續性，儀表不但時(shí)刻監測著(zhù)各個(gè)數字傳感 器的工作狀況，而且在發(fā)現某個(gè)傳感器故障時(shí)， 可以自動(dòng)啟動(dòng)不間斷工作方式，仍然能保障一定 時(shí)間一定精度下的稱(chēng)重，不至于造成生產(chǎn)停機。 同時(shí)儀表會(huì )發(fā)出信號給用戶(hù)，定位故障傳感器要 求更換。
數字稱(chēng)重傳感器不足之處主要有以下幾點(diǎn)：
⑴由于在傳感器內部增加了數字處理電路和 溫度傳感器等，使其內部的電子元件增加，焊點(diǎn) 也自然增加，而稱(chēng)重傳感器的平均無(wú)故障時(shí)間與 其含有的電子元件和焊點(diǎn)的數量成反比，因此穩定性和可靠性必然有所下降，傳感器的壽命縮短。
⑵將數字電路置于稱(chēng)重傳感器內部，降低了 防爆等級。
盡管數字稱(chēng)重傳感器還存在一些不足之處， 但是隨著(zhù)我國科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展提高，稱(chēng) 重傳感器生產(chǎn)制造工藝的不斷創(chuàng )新與完善，就像 電子秤必將取代機械秤一樣，數字稱(chēng)重傳感器必 將取代模擬稱(chēng)重傳感器。數字式稱(chēng)重傳感器大大 提升了電子汽車(chē)衡的性能指標，也給衡器技術(shù)注 入了新的生命力。在衡器技術(shù)的數字化、智能化、 網(wǎng)絡(luò )信息化的發(fā)展進(jìn)程中必定會(huì )發(fā)揮至關(guān)重要的 作用。