本文對多只稱重傳感器串聯接法和并聯接法的地磅，調整四角平衡的原則和方法進行了 分析和探討。并通過調試實踐,對多只稱重傳感器并聯的地磅，在稱重傳感器輸出端并接調整電阻和在 稱重傳感器輸入端串接調整電阻兩種調整四角平衡的方法的利弊進行分析和比較。認為多只稱重感器并聯 的地磅,在稱重傳感器輸入橋路中串接調整電阻，來調整地磅的四角平衡的方法是最優的方法。

一、概述

在地磅的安裝調試中，按著JJG539 - 97數 字指示秤檢定規程的要求，要對秤上安裝稱重傳感 器的四點(或六點)進行偏載試驗。因此對秤的四角 平衡的調校是一項首要的任務。所謂四角平衡，是 指在秤的四角的位置上（實際上是安裝稱重傳感器 的位置）放置1/3的額定載荷，調整秤上的四只稱 重傳感器輸出信號，使儀表顯示數值相近或相等, 即人們俗稱四角平衡。

調整四角平衡的方法有兩種，一種是在稱重傳 感器輸出端并接調整電阻法，另一種是在稱重傳感 器輸入端串接調整電阻法。這兩種方法最終目的都 是要調整稱重傳感器輸出值的大小。而不同型式的地磅，使用的稱重傳感器的數目不同。多只稱 重傳感器即有并聯接法，也有串聯接法。以下對各 種條件下調整稱重傳感器輸出值的原則和方法及 不同方法在實踐應用中的利弊做一分析和探討。

二、多只稱重傳感器串聯和并聯調整地磅四角平衡 的原則：

1、單只稱重傳感器輸出特性：

我們所說的稱重傳感器實際上是電阻應變式 傳感器，它的輸出特性通常表示為輸出電壓與供橋 電壓及負載的關系。這種傳感器在工作區段內，有 很好的直線性,其輸出電壓為：U = S ? P ? Ui/Pn 式中:Pn—傳感器的額定載荷(Kg或t)

P—稱重傳感器實際承受載荷(Kg或t)

S—稱重傳感器的靈敏度(mV/v)

Ui—稱重傳感器的供橋電壓(V)

2、多只稱重傳感器串聯（以四只傳感器為例)調 整衡器四角平衡的原則：

四只稱重傳感器串聯接法原理見圖1所示： 其總的輸出電壓為：

AU 串= △U1+AU2+AU3 +AIL (2)

上式表明四只稱重傳感器串聯時，其總的輸出 電壓是四只稱重傳感器輸出的總和。

將式（1)代入式(2)

厶U 串=(SlUiiPi + S2ui2p2 + SsUisPs + S4Ui4P4) / Pn (3)

式中:S!、S2、S3、S4——分別為1# - 4#稱重傳感器的靈 敏度

Uu、Ui2、Ui3、Ui4——分別為1# - 4#稱重傳感器的供橋 電壓，若調整供橋電壓使得：

Si ? Uil = S2 . Ui2 = S3 ? Ui3 = S4 ? Ui4 = Kl (常量）

(4)

則:式(3)可改為：

AU 串=K^P, + P2 + P3 + P4) /Pn = KiP 總/P?

(5)

式(5)表明:稱重傳感器串聯總的輸出電壓與它 們所受合力成正比，這就保證了電子秤系統的四角 平衡，消除了角差。

3.多只稱重傳感器并聯調整衡器四角平衡的 原則(仍以四只稱重傳感器并聯為例）：

若四只稱重傳感器輸出阻抗相等，則總的輸出 電壓為：

U并=(AU1 + AU2 +AU3 + AU)/4 (6) 即為四只稱重傳感器輸出電壓的算術平均值。

若四只稱重傳感器輸出阻抗不相等,令1#- 4#稱重傳感器的輸出阻抗為：

aR、bR、cR、dR,相應的輸出電壓為△ U,、AU2、

U3、AU4其總的輸出電壓為：

AV 井=   (AU,/a+ AU2/b +

1/a+l/b + l/c + l/d

AU3/c +AU4/d) (7)

由于a、b、c、d、Pn為常量，（它們是與標準阻抗

值的偏差）

故 AU 并 oc (SjUi^/a + S2Ui2P2/b + S3Ui3P3/c +

S4Ui4P4/d) (8)

這時，調整橋壓使得：

S,Ui,/a = S2Ui2/b = S3Ui3/c = S4Ui4/d 二 K2 (常量） （9)

式(9)代入式(8)得：

AU 并 OcK2(Pl +P2 +P3 +P4) ocp 總 （10)

如此四只稱重傳感器并聯總的輸出電壓與它們 的合力成正比，從而保證了電子秤的四角平衡。

4.多只稱重傳感器串聯和并聯組枰優缺點比較

多只稱重傳感器串聯組秤，其優點是輸出信號 大，對儀表靈敏度低者有利。但輸出阻抗增大，抗干 擾能力降低。另外串聯接法每只稱重傳感器需單獨 供電，電源設備復雜化。多只稱重傳感器并聯組秤， 輸出信號相當于單只稱重傳感器輸出值。并聯輸出 最突出的優點是降低了輸出阻抗大大提高抗電磁干 擾的能力。以四只稱重傳感器為例，并聯與申聯比 較輸出阻抗降低了 16倍，對稱重儀表而言，相當于 輸入信號源的內阻降低16倍,因此抑制了干擾信號 的影響。

我們有一臺100噸動態電子軌道衡，四只稱重 傳感器串聯時，干擾信號使儀表跳字4000多字,而 改為并聯后跳字在10個字以內,使干擾信號的影響降低了52分貝。這是目前不少廠家大都采用多只 稱重傳感器并聯組秤的主要原因。

三、地磅四角平衡的調試方法

1、在稱重傳感器輸出端并接調整電阻法： 按以上論述的多只稱重傳感器并聯組秤，調整 四角平衡的原則。具體的調整方法有兩種，第一種 就是國內普遍采用的在稱重傳感器輸出端并接調 整電阻法。并有多種定型產品（即并接調整電阻接 線盒)。具體調整電路見圖3所示。

圖中的Rg是串接在稱重傳感器輸出臂上的隔 離電阻，該電阻值的設計原則是要大于橋臂電阻的 10倍。橋臂電阻為350Ω，這里的Rg的阻值為2 x

5K = 5m,目的是減少各稱重傳感器并聯后的環流。

圖中的RT是輸出電壓調節電阻，調節阻值范圍 是10KΩ-210KΩ。調節輸出電壓的原理是在輸出 橋臂中產生一個分流，該電流的變化會引起圖3中 A—B端的電壓發生變化，從而調節稱重傳感器的 輸出電壓。

這種方法調整電壓范圍很小，當稱重傳感器總 輸出為15mV，衡器的分度數n = 5000時，最大能調 ±5個分度。當稱重傳感器靈敏度偏差較大時，對于 調試經驗不足者，往往很不容易調到四角平衡。我們曾有一臺100噸機械軌道衡電子化改造后經5 - 6小 時調試沒有調到四角平衡的經驗教訓。

后來，在調試實踐中掌握一些技巧。首先將RT2 調到位置中間，秤要經過重車碾壓，機械系統穩定的 條件下，用檢衡車壓角時，要記錄各角的最大值和最 小值，而后相加取平均值。調整每個稱重傳感器的 RT2,使其向平均值“靠攏”，這樣經過三個周期的壓 角調試一般是可以調到四角平衡。

初調者往往是將最小值向最大調整，或是將最 大值向最小值“看齊”，這樣其中的某只稱重傳感器 的RT2 —旦調到靠近RT1的一端，再調其它的稱重傳 感器的RT2就不大起作用了，這是調試失敗的主要 原因。總之，采用并聯電阻調整法，機械臺面調整必 須比較理想，使秤在空載時，各稱重傳感器受力均 勻，各稱重傳感器的靈敏度誤差在0.1%以內經過一 番細心調整，是可以調到數字技‘示枰檢定規程中要 求的技術指標。

2.在稱重傳感器輸入端串接調整電阻法.

由于在稱重傳感器輸出端并接調整電阻法經人 們多年應用實踐，大家都感到有很多不便。后來我 們在稱重傳感器的輸入端串接調整電阻來調節稱重 傳感器的輸出值，得到令人滿意的效果。在稱重傳 感器輸人端串接調整電阻的原理圖見圖4所示：

這種調整稱重傳感

器輸出電壓的原理是通過調 節串接在輸入橋臂上的電阻與橋臂產生分壓。當圖 4中的RT調整數值較大時，輸入橋臂分得的電壓較 低，稱重傳感器輸出電壓就相應降低。當Rt調節值 較小時，Rt上分壓值較少，而輸人橋臂上分得電壓 較高，從而使稱重傳感器輸出電壓相應升高。

這種方法電阻調節范圍約在150左右，輸入橋 臂電阻通常為3900,當調節電阻調到中間位置時， 可分壓± 1. 6%，當衡器分度數為5000時，則可調整 80個分度。

采用在稱重傳感器輸人端串接調整電阻的方 法，調整輸出電壓變化范圍很寬。只要機械臺面穩 定，即使各稱重傳感器靈敏度不一致或受力分配不 甚均勻的情況下,仍能很方便的調到四角平衡。

我們在150噸廢鋼秤調試中，用80噸檢衡車壓 點，其中最大值和最小值之差為700kg(35分度）僅 用半天，就將四角及中間兩點共6點調試平衡，并通 過沈陽鐵路局的檢定。具體檢定數據見表1所示。

表1數據分析表明，80噸檢衡車在秤上6個位 置壓點往返10次。測得60個數據，最大誤差僅為± Id。其中第6測量點，10次測量的最大相對誤差為 0. 041%。

這種調試方法，已被國內一些衡器廠家認同， 首先是我廠制造了在稱重傳感器輸人端串接 2x1511調整電阻，能接8只稱重傳感器的接線盒， 已是定型產品。最近有的廠家也生產了同類產品， 串接電阻為3011，并且在300電阻兩端又并接了 300Ω的多圈電位器，這一改進，能對稱重傳感器輸 出電壓微調，更加優化了四角平衡的調試效果。

目前采用這種方法調整地磅的四角平衡 應用尚未普及。但這種方法在電子衡器調試中能大 大提高工作效率，能方便快捷的使地磅達到四角平 衡的突出優點。設想不久的將來，在稱重傳感器輸入橋臂上串接調整電阻來調試地磅四角平衡 的方法，必然會取代在稱重傳感器輸出橋臂上并接 調整電阻的方法。