本文敘述接線盒連接起各個(gè)傳感器，然后輸出給稱重儀表。除了信號(hào)可以有 累加功能外，接線盒的另一個(gè)重要作用是讓人對(duì)秤的角差進(jìn)行調(diào)整。目前稱重行業(yè)一共有三 種主流的角差調(diào)整方式，各有利弊，對(duì)傳感器的性能要求也不一樣。

1.引言

對(duì)于大容量電子秤來(lái)說(shuō)，典型的結(jié)構(gòu)是將稱 重傳感器簡(jiǎn)稱“傳感器”下同安裝在秤臺(tái)的除了信號(hào)累加功能外，接線盒的另一個(gè)重要 作用是讓人對(duì)秤的角差進(jìn)行調(diào)整。目前稱重行業(yè) 一共有三種主流的角差調(diào)整方式，各有利弊，對(duì) 傳感器的性能要求也不一樣。

2.多模擬傳感器連接模型

假設(shè)總載荷為W,各個(gè)傳感器上載荷的分配 系數(shù)分別為k1, k；2, k3和kt,顯然，

這表明滿足式Q時(shí)，整秤的輸出與各個(gè)載 荷的分配系數(shù)無(wú)關(guān)，也意味著與載荷在秤臺(tái)上放 置的位置無(wú)關(guān)。

反過(guò)來(lái)講，上面過(guò)程也證明：只要無(wú)角差， 也就滿足與加載位置無(wú)關(guān)的條件。所以，標(biāo)秤前 都必須先調(diào)角差，就是為了滿足這個(gè)條件。

S/R是傳感器額定輸出與輸出阻抗之

比，單位為mv/v/Q。或者理解為傳感器在額定載 荷時(shí)的短路輸出電流值。只要該參數(shù)相等，就能 保證整秤輸出與載荷位置無(wú)關(guān)。因此，該參數(shù)也 被稱為電流校準(zhǔn)值，英文名稱為“ Current calibration”。是傳感器重要的標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)之一。

調(diào)角差是標(biāo)秤的重要步驟，如果角差不好， 加載位置不同則稱量結(jié)果不同，秤的重復(fù)性就不好。標(biāo)秤時(shí)，加載砝碼前的載荷分布與卸載砝碼 后的載荷分布肯定會(huì)有所不同，因而，角差不好 又會(huì)影響到滯后性能以及線性。

4.角差調(diào)整原理及其特點(diǎn)

調(diào)整角差的目的就是要將各個(gè)傳感器的電流校準(zhǔn)值調(diào)為相等，因此，有兩種調(diào)整途徑：調(diào)滿量程輸出電壓S,或者調(diào)輸出阻抗R。由于此時(shí) 已經(jīng)不能調(diào)傳感器內(nèi)部的參數(shù)，所以，只能通過(guò) 外接元件來(lái)調(diào)整，這些外接的元件集中在接線盒 中。具體類型和方法如下：

（1）調(diào)輸出阻抗法：在每個(gè)傳感器的輸出端串 入電位器，調(diào)整每個(gè)傳感器的輸出阻抗。

（2）在每個(gè)傳感器的輸入端串入電阻，減小傳 感器的橋路電壓，減小滿量程輸出電壓。

（3）在每個(gè)傳感器的輸出端并聯(lián)電位器，調(diào)整 傳感器的輸出電壓幅值。

4.1輸入端串入電位器法 輸入端串入電阻rm引起的S相對(duì)變化可用下 式計(jì)算：

為了保證輸入阻抗的對(duì)稱性，需要在正負(fù)激 勵(lì)端各串入一個(gè)電位器。并且必須嚴(yán)格保證這兩 個(gè)電位器的調(diào)整值一致，否則會(huì)造成各個(gè)傳感器 的共模輸出電壓不同，造成整秤的零點(diǎn)奇異。

另外，該方法對(duì)傳感器的輸出對(duì)稱性要求也 很高。因此，這種方法應(yīng)用很少。

4.2輸出端并聯(lián)電位器法 在每個(gè)傳感器的輸出端并聯(lián)了一個(gè)電位器 興型值為200k ,為了防止電位器調(diào)到0對(duì)傳感 器產(chǎn)生影響，在電位器上串聯(lián)了一個(gè)100k的固定 電阻。在每個(gè)傳感器的兩條輸出線上都串聯(lián)了一 個(gè)2.5k的固定電阻，稱為隔離電阻。經(jīng)過(guò)隔離電 阻的各個(gè)傳感器的輸出并聯(lián)后接到儀表。如圖2所示。

隔離電阻的作用是為了減少調(diào)整一個(gè)傳感器 的電位器時(shí)對(duì)其他傳感器的輸出影響。

這種方式的最大優(yōu)點(diǎn)是調(diào)整角差時(shí)各個(gè)傳感 器之間影響小，一般不會(huì)出現(xiàn)調(diào)整一個(gè)角，另外 三個(gè)角出現(xiàn)劇烈的“蹺蹺板效應(yīng)”變化，不需要 反復(fù)多次就能很快調(diào)好角差。這一點(diǎn)對(duì)于大型衡 器的角差調(diào)整非常重要，因?yàn)椋筚|(zhì)量的砝碼反 復(fù)裝卸是非常困難和耗時(shí)的。

另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，這種接線盒對(duì)傳感器的輸出 阻抗對(duì)稱性要求不高，這是因?yàn)楦綦x電阻遠(yuǎn)大于 輸出阻抗，即使原來(lái)傳感器的輸出阻抗不對(duì)稱, 串聯(lián)隔離電阻后，其對(duì)稱性也變得相當(dāng)好，不會(huì) 產(chǎn)生整秤的異常零點(diǎn)和上電溫度漂移現(xiàn)象。

但是，其缺點(diǎn)是：

（1）由于是并聯(lián)電位器，所以調(diào)整具有非線性 的特點(diǎn)，例如，開始時(shí)旋動(dòng)電位器一圈能調(diào)整1 噸，而調(diào)整幾圈后，旋轉(zhuǎn)一圈只能調(diào)整100kg。

（2）電位器的溫度系數(shù)往往較大，會(huì)引起整秤 額外的溫度稱量誤差。

（3）由于隔離電阻較大，造成傳感器與儀表之 間的阻抗大，其抗干擾性能降低，EMC指標(biāo)往往 難以過(guò)關(guān)。

4.3調(diào)輸出阻抗式法

采用這種方法的接線盒原理如圖3所示，在 每個(gè)傳感器的兩根輸出線上都串入一個(gè)可調(diào)電位 器，用來(lái)調(diào)整傳感器的輸出阻抗。在調(diào)整時(shí)，應(yīng) 保證兩個(gè)電位器的值想同，使得兩根輸出線上的 輸出阻抗對(duì)稱。

在實(shí)際的接線盒產(chǎn)品中，在每個(gè)電位器旁并 聯(lián)了一個(gè)固定電阻，這個(gè)固定電阻的溫度系數(shù)與 電位器的相反，起到溫度補(bǔ)償作用。另一方面, 也起到改變電位器阻值調(diào)整范圍的作用。

角差的調(diào)整靈敏度由下式計(jì)算：

如果傳感器的輸出阻抗為350Q, 140可產(chǎn) 生土 20000ppm的調(diào)整范圍。足以彌補(bǔ)S的誤差范 圍。通常S的誤差為± 1000ppm。

這種接線盒的優(yōu)點(diǎn)在于，由于電位器是串聯(lián) 在傳感器輸出端的，因此，調(diào)整的線性度好，不 會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)同樣的圈數(shù)，不同位置調(diào)整的結(jié)果差 距巨大的現(xiàn)象。

另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是整秤的EMC性能較好。

但是，這種調(diào)整法對(duì)傳感器的輸入和輸出阻 抗對(duì)稱性要求很高，對(duì)稱性不好會(huì)產(chǎn)生奇異的零 點(diǎn),即各個(gè)傳感器的零點(diǎn)都很小，但接到接線盒 后零點(diǎn)很大，甚至超出儀表輸入范圍。對(duì)稱性不 好還會(huì)造成上電溫度漂移。

另一個(gè)特點(diǎn)是，由于各個(gè)傳感器之間沒(méi)有隔 離，一個(gè)傳感器調(diào)角差時(shí)，其它傳感器的輸出會(huì) 受到影響，即所謂“蹺蹺板效應(yīng)”調(diào)整起來(lái)比較 困難。

5.結(jié)束語(yǔ)

本文總結(jié)了多傳感器秤的角差調(diào)整原理，以 及三種調(diào)角差方法。希望對(duì)于各位讀者理解其各 自的工作原理和特點(diǎn)有所幫助。

采用哪種調(diào)角差方式，與企業(yè)的產(chǎn)品傳統(tǒng)有 關(guān)，與秤產(chǎn)品的精度有關(guān)，也與所采用的傳感器 特性有關(guān)，需要統(tǒng)籌考慮。