介紹了數(shù)字式傳感器的優(yōu)點，及其在地磅中的應用，經(jīng)過實踐總結，通過實例，分析角差的校準方法。

(一）序言

在工業(yè)過程控制中，由于生產(chǎn)的連續(xù)運轉，對設備的可 靠性有著較高的要求，采用了很多技術來保證測量和控制的 可靠。稱重系統(tǒng)希望能及時了解各個傳感器工作狀態(tài)，并及 時發(fā)現(xiàn)故障。由于傳統(tǒng)的稱重方式是由多個模擬傳感器的信 號經(jīng)過接線盒并接后成為一路信號，每個傳感器的信號就不 再是可獨立辨別的，儀表無法在線發(fā)現(xiàn)問題，進行故障定位， 就很難滿足連續(xù)生產(chǎn)中高可靠性的要求，數(shù)字式傳感器應運 而生，顯示出獨特的優(yōu)勢。

(二）數(shù)字式傳感器在地磅中的應用

數(shù)字稱重傳感器是在傳統(tǒng)模擬稱重傳感器基礎上，結合 現(xiàn)代微電子技術、微型計算機技術的集成而發(fā)展起來的一種 新型電子稱重技術。它由模擬稱重傳感器和數(shù)字化轉換（A/D) 模塊兩部分組成，數(shù)字模塊是高度集成化的電子電路，采用 SMT表面貼裝技術制成。數(shù)字稱重傳感器采用RS485接口實現(xiàn) 通訊，最多可外接32只數(shù)字稱重傳感器，可進行手動/自動 偏載調(diào)節(jié)（四角調(diào)整），可自動對單只傳感器尋址并讀取數(shù)據(jù)， 可現(xiàn)場自動修改傳感器編號，可實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的處理，如顯示、 標定、發(fā)送、存儲、打印等功能。數(shù)字式傳感器具有可靠性 高、有故障報警提示、一致性好，免標定、角差容易調(diào)整、 傳輸距離遠，通信速度快，防作弊效果顯著等種種優(yōu)點。數(shù) 字式地磅稱重系統(tǒng)的結構框圖如圖1所示：

載荷（一般指貨物或貨車等）進入承載器上，在物體重 力作用下，使稱重傳感器彈性體產(chǎn)生變形，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(shù)值成比例的電信 號，經(jīng)傳感器內(nèi)部的放大器、A/D轉換器、微處理器等電子元 器件進行相應的數(shù)據(jù)處理，輸出數(shù)字信號，各傳感器數(shù)字信 號經(jīng)接線盒進入稱重顯示儀表直接顯示出稱量數(shù)據(jù)。如果顯 示儀表與計算機、打印機連接，儀表可同時把重量信號輸給 計算機等設備，組成稱量管理系統(tǒng)。

數(shù)字稱重傳感器應用于地磅稱重系統(tǒng)具備以下特點：

（1）可靠性高，抗干擾能力強，防雷性能好：數(shù)字傳感 器防護等級達到IP68，增加了各種保護電路和防雷擊設計， 保證了傳感器的正常工作。

（2）不間斷工作：數(shù)字稱重系統(tǒng)能保障生產(chǎn)的連續(xù)性， 儀表不但時刻監(jiān)測著各個數(shù)字傳感器的工作狀況，而且在發(fā) 現(xiàn)某個傳感器故障時，可以自動啟動不間斷工作方式，仍然 能保障一定時間一定精度下的稱重，不至于造成生產(chǎn)停機。 同時儀表會發(fā)出信號給用戶，定位故障傳感器要求更換。

（3）免標定：數(shù)字傳感器在生產(chǎn)中已對傳感器輸出進行 了標定，儀表讀取到的就是數(shù)字傳感器實際測量到的重量值， 中間沒有任何損耗，因此可以實現(xiàn)免標定。

（4）傳輸距離遠、通信速度快、防作弊效果顯著：輸出 數(shù)字信號，不易受到干擾，按照現(xiàn)場總線通信協(xié)議傳輸，通 信速度是普通RS485的十倍，高速且具通信糾錯能力，保證 了數(shù)據(jù)快速可靠。由于協(xié)議的保密現(xiàn)場無法作弊。

（5）角差容易調(diào)整：數(shù)字傳感器組成的秤體，只要在各 角加一遍載荷，儀表即可計算出各點的角差系數(shù)，可自動進 行秤的角差調(diào)整，免去了反復加載砝碼的麻煩，提高了效率。 一遍加載即可完成角差調(diào)整，非常簡便快捷。

（6）維護方便：使用軍標的航空插頭，更換傳感器或電 纜更方便，不用穿電纜線。由于傳輸?shù)氖菙?shù)字信號，電纜線 的長度可根據(jù)需要改變，不會影響測量精度。

（7）系統(tǒng)整體成本低：雖然增加了電路板，但減少了調(diào) 試及應用成本，能夠進行免標定，更換傳感器不需重新標定 等，提高了系統(tǒng)可靠性，降低了停機時間。

系統(tǒng)安裝好后開始校角差，安裝沒有發(fā)生傾斜，作用力 等于反作用力，從而沒有傾斜角度誤差。而如果有5度的傾 斜角度。假設F=30000kg，其反作用力也就是傳感器感知的力 為F。

則 F，=(1/cos5)*30000kg=1.0038*30000kg=30114.6kg

那么角差為114.6kg。

實際工作中我們經(jīng)常用5t的砝碼壓角差。F=5000kg其反 作用力也就是傳感器感知的力為F，。

則 F，= (1/cos5) * 5000kg = 1.0038 * 5000kg = 5019kg

角差為19kg。

除了安裝平面的傾斜，還有的受力壓頭的安裝傾斜，另 外還有壓頭和鋼球平面位置偏移造成的誤差。由于受力壓頭 內(nèi)部為圓弧面，所以偏移一定距離后也會形成角差。在整個 系統(tǒng)中，每個傳感器的各種角度傾斜會形成一個整體的影響， 一般都是誤差累加.

(三）角差的校準

模擬式調(diào)角差是一件繁瑣的事情，由于每個傳感器的輸 入輸出電阻不能一致、零點輸出不能一致、靈敏度不能一致， 調(diào)整時又會相互影響。沒有一定時間具體從事和摸索調(diào)試起 來難度是很大的。而數(shù)字的調(diào)整就非常方便，即使有誤差調(diào) 整時是不會相互影響的。步驟為：

A.設置儀表相關參數(shù)，如：分度值（壓角時一般取1至 10kg)、傳感器個數(shù)、量程等等。

B.空秤臺置零。

C.把砝碼放在秤臺中間進行標定，標定后顯示的總量值 就是調(diào)角差的參考值。

D.校角差一般從1號角開始進行，然后按順序一直到最 后一個角。

比如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的角差系數(shù) 可供用戶修改。

傳感器角差系數(shù)計算公式：K' = (1-E÷L)×K，其中加 載砝碼為L，其誤差為E，原傳感器角差系數(shù)為K，出廠時各傳 感器角差系數(shù)為1.000。

例如：地磅壓角砝碼為10噸，每一個角都壓一次，然 后記錄下來。

在1號傳感器壓角顯示10002

在2號傳感器壓角顯示10000

在3號傳感器壓角顯示9998

在4號傳感器壓角顯示9996

在5號傳感器壓角顯示10000

在6號傳感器壓角顯示10000

在7號傳感器壓角顯示10000

在8號傳感器壓角顯示10000

其中1，3，4號傳感器有誤差需修改各傳感器角差系數(shù)，代 入傳感器角差系數(shù)計算公式中計算結果如下：

1號傳感器角差系數(shù)=(1 -(2 + 10000))X1.0000=0.9998 3號傳感器角差系數(shù)=(1 -(-2 + 10000) ) 1.0000=1.0002 4號傳感器角差系數(shù)=(1 - (-4+10000) ) X 1. 0000=1. 0004 將計算結果輸入到各個傳感器輸出系數(shù)中，如誤差(E)很 大，則需進行多次調(diào)整。