地磅稱(chēng)重計量的數字改造及應用——以中石化南陽(yáng)石蠟精細化工廠(chǎng)為例

本文主要介紹了地磅的改造及改造后的結構與原理，說(shuō)明數字傳感器具有優(yōu)越性，在解決計量誤差方面值得推廣與應用。

衡器作為一種法定的計量器具，它的應用不僅與人民的生活密切相關(guān)，而且廣泛滲透到國民經(jīng)濟各個(gè)部門(mén)、各個(gè)行業(yè)，對維護市場(chǎng)經(jīng)濟秩序和國民經(jīng)濟的穩定發(fā)展起到十分重要的作用。南陽(yáng)石蠟精細化工廠(chǎng)銷(xiāo)售部有2臺地磅，型號分別為SCS-100，SCS-120，額定載重量分別為100噸，120噸。他們擔負著(zhù)全廠(chǎng)的汽油、柴油、液化氣、丙烯等諸多產(chǎn)品的銷(xiāo)售計量任務(wù)。地磅計量的準確性直接影響著(zhù)企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)和成本核算，對企業(yè)的經(jīng)濟效益影響巨大，可在使用過(guò)程中，兩臺衡器卻出現了計量誤差大的問(wèn)題，已經(jīng)越來(lái)越多的受到了領(lǐng)導和員工的關(guān)注。

1、改造方案

該兩臺地磅因承擔著(zhù)眾多產(chǎn)品銷(xiāo)售計量任務(wù)，使用率高，時(shí)間長(cháng)，設備老化嚴重、故障頻繁，造成計量不準和維修成本大的問(wèn)題，這說(shuō)明他已經(jīng)不能適應新的計量需求了。廠(chǎng)技術(shù)人員現場(chǎng)查看，查閱汽車(chē)衡的相關(guān)資料，發(fā)現地磅秤體鋼板完好、無(wú)變形現象，而儀表線(xiàn)卻出現老化，橋式傳感器有銹蝕并屬模擬傳感器。管理技術(shù)人員果斷決定對汽車(chē)衡進(jìn)行改造。我們的改造要本著(zhù)既要節約成本，又要能夠滿(mǎn)足日益增長(cháng)的新的計量需求，又要夠適應微電子和計算機的發(fā)展方向，決定把稱(chēng)重傳感器由模擬型更換為數字型。為了能夠與改造后的地磅相匹配，原有的稱(chēng)重儀表需重新更換。因地磅鋼板勿需更換，但必須對其防腐刷漆。改造仍由廠(chǎng)家現場(chǎng)安裝調試。2013年3月改造完畢，調試正常，并按規定校驗，投入使用。

2、地磅新系統

2.1衡器結構：改造后的地磅主要由稱(chēng)重傳感器、顯示儀表、秤體等三大部分構成。秤體是被稱(chēng)物體與轉換元件之間的機械傳力復位系統,包括接受被稱(chēng)物體載荷的承載器、傳力復位機構、限位裝置等,它是地磅的主要承載部件,起到了承受物體重量的作用。秤臺和傳力機構負責將物體的重量準確的傳遞給稱(chēng)重傳感器。稱(chēng)重傳感器(一次儀表)位于秤臺和基礎之間,將被稱(chēng)物體的重量按一定的函數關(guān)系轉換為相應的毫伏級電信號,通過(guò)接線(xiàn)盒信號電纜輸出到稱(chēng)重顯示儀表(二次儀表)。稱(chēng)重

圖一 地磅結構示意圖顯示儀表，用于測量一次轉換原件輸出的電信號值，并以數字方式把重物的量值顯示出來(lái)。為提高測量的準確度，加快稱(chēng)量速度，在顯示儀表已廣泛采用微處理機和小型電子計算機，提高了電子衡器的自動(dòng)化程度（見(jiàn)圖一）。

2.2衡器工作原理：承載貨車(chē)進(jìn)入秤臺，在物體重力作用下，使稱(chēng)重傳感器彈性體產(chǎn)生形變，粘貼于彈性體上的應變計橋路阻抗失去平衡，輸出與重量數值成比例的電信號，經(jīng)傳感器內部的放大器、A/D轉換器、微處理器等電子元器件進(jìn)行相應的數據處理，輸出數字信號，各傳感器數字信號經(jīng)接線(xiàn)盒進(jìn)入稱(chēng)重顯示儀表直接顯示出重量等數據。如果顯示儀表與計算機、打印機連接，儀表可同時(shí)把重量信號輸給計算機等設備組成稱(chēng)重管理系統（見(jiàn)圖二）。

2.3數字傳感器：選用CZL-YB-40SP傳感器，是地磅的核心部件，起著(zhù)將重量值轉換成對應的可測電信號的作用，它的優(yōu)劣性直接關(guān)系到整臺衡器的品質(zhì)。

2.3.1數字傳感器的獨特處：（1）數字變換及補償技術(shù)。稱(chēng)重傳感器內部含有模數轉換裝置及CPU處理單元，傳感器的性能采用數字化誤差補償技術(shù)和高度集成化電子元件，用軟件實(shí)現傳感器的線(xiàn)性、零點(diǎn)、溫漂、蠕變等性能參數的綜合補償，消除了人為因素對補償的影響。（2）橋式技術(shù)。采用柱式技術(shù)，不倒翁結構，抗側向力好、自動(dòng)調心復位，現場(chǎng)安裝方便快捷。（3）智能化技術(shù)?？筛鶕噶罡膫鞲衅魈匦詤岛筒煌膽铆h(huán)境采用不同的濾波方式。（4）數字通訊技術(shù)。采用RS485接口，實(shí)現信號的遠距離傳輸，傳輸距離不小于1000米。輸出信號可達３～4Ｖ，抗干擾能力和系統防雷擊能力均很強。（5）完全杜絕遙控裝置作弊。數字傳感器特有的傳輸方式可以完全防止利用簡(jiǎn)單電路改變信號的大小，避免用戶(hù)的損失。

2.3.2數字傳感器的優(yōu)越性。（1）數字式稱(chēng)重儀表直接處理數字信號，擺脫了模擬式稱(chēng)重儀表存在“敏感區”的缺陷，儀表的抗干擾和現場(chǎng)適應能力得到很大的提高，所以精度高。（2）一致性好，便于互換：傳感器經(jīng)過(guò)A/D數字補償過(guò)后，各個(gè)傳感器的線(xiàn)性?xún)却a控制在三萬(wàn)分之一以?xún)?。傳感器互換性得到明顯提高。（3）智能化：數字式汽車(chē)衡儀表在故障檢測，現場(chǎng)準確判定故障傳感器、安裝調試中自動(dòng)數字化角差修正、數字化線(xiàn)性修正和獨立傳感器測量值檢測等方面更加簡(jiǎn)潔、方便和人性化。（4）抗干擾強：由于A/D轉換直接在傳感器內部完成，傳感器直接輸出數字信號，克服了以往模擬傳感器微小模擬信號傳輸中易于受干擾的特點(diǎn)，增強了抗干擾能力，提高了信號的分辨率和穩定性。（5）傳輸距離遠：數字式汽車(chē)衡配數字傳感器和數字儀表之間的連接采用RS485通訊接口。信號傳輸距離遠，可以達到至少1.0公里傳輸距離。（6）測量適應性強：數字儀表對汽車(chē)衡現場(chǎng)的使用環(huán)境、傳感器靈敏度的要求比模擬汽車(chē)衡低，信號處理范圍要比模擬汽車(chē)衡大等。（7）防止作弊，有報警提示：防作弊：純數字信號的傳輸和處理，杜絕了當前通過(guò)改變模擬信號實(shí)現計量作弊的可能，增強了地磅計量安全性和真實(shí)準確性。

3、稱(chēng)重儀表

（1）工作方式。通過(guò)測量稱(chēng)重傳感器的信號變化，測量出稱(chēng)臺上被稱(chēng)重物的重量，并以數字形式顯示出來(lái)。根據不同的需要通過(guò)人機對話(huà)選擇不同的稱(chēng)重和打印方式，可分段自動(dòng)量程選擇，具有較強的故障自診斷功能。它與相配對的計算機，打印機等設備組成稱(chēng)重管理系統。（2）儀表特點(diǎn)。去皮功能：包括手動(dòng)去皮、數字去皮、自動(dòng)去皮；累加、累減功能：總和值最大8位，累加次數值最大8位，并且有50個(gè)分類(lèi)累加；車(chē)輛存儲功能：可存儲8位數字的200輛車(chē)號和皮重；代碼功能：有50組代碼，可分別設定皮重、下限、欠量、超量、上限；記錄功能：可記錄800組稱(chēng)重數據；查詢(xún)功能：可進(jìn)行車(chē)號/皮重、代碼、記錄等的查詢(xún)；四角調整：可以進(jìn)行自動(dòng)及手動(dòng)四角校準；時(shí)鐘顯示功能及打印功能；還有豐富的接口功能：RS-232C/RS-485一個(gè)、20mA電流環(huán)一個(gè)、打印接口一個(gè)。

4、應用價(jià)值

兩臺地磅改造后，抗干擾能力強、智能化程度高，故障率小，易于操作。地磅較強的防作弊功能，及稱(chēng)重計量準確度大大地提高，減少了我廠(chǎng)企業(yè)的損失。這說(shuō)明數字汽車(chē)衡與傳統的模擬地磅相比，具有很明顯的優(yōu)越性，很值得推廣應用。