本文介紹電子稱(chēng)重系統(tǒng)的組成、傳感器的選型和稱(chēng)重系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。

稱(chēng)重系統(tǒng)由顯示儀表、傳感器、秤體等三大 部分構(gòu)成。其中，秤體是被稱(chēng)物料與儀表間的機(jī)械 傳遞系統(tǒng)。秤臺(tái)和傳力機(jī)構(gòu)，將物體的重量準(zhǔn)確傳 遞給稱(chēng)重傳感器;位于秤臺(tái)和基礎(chǔ)之間的稱(chēng)重傳感 器，將被稱(chēng)物體的重量按特定的函數(shù)關(guān)系轉(zhuǎn)換為毫 伏級(jí)電信號(hào)，然后再輸出到稱(chēng)重儀表。經(jīng)處理后， 儀表直接顯示被稱(chēng)物體的重量數(shù)據(jù)。通過(guò)儀表同工 控機(jī)的結(jié)合，可以對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，按照用戶 要求完成各種操作。

1.傳感器的選型和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試

選型和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，主要包括以下內(nèi)容：秤體設(shè) 計(jì)，傳感器選型、標(biāo)定以及角差的調(diào)節(jié)，故障檢測(cè) 和處理，稱(chēng)重儀表的選擇等。

1.1秤體設(shè)計(jì)

秤體的設(shè)計(jì)需要考慮稱(chēng)重系統(tǒng)的處理量、機(jī) 架、所采用傳感器的數(shù)量和布局。該公司稱(chēng)重系統(tǒng) 主要是進(jìn)行自動(dòng)化配料，秤體為斗式懸掛，傳感器 有3只，呈水平方向、等邊三角形布置。

秤體安裝時(shí)，應(yīng)保證稱(chēng)重傳感器的垂直度，其 偏差不能超過(guò)3°。稱(chēng)重傳感器上下連接螺栓，均 應(yīng)采用能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)受力方向的萬(wàn)向連接機(jī)構(gòu)，以 適應(yīng)秤體位置發(fā)生變化時(shí)能保持垂直受力，以免被 損壞。

1.2稱(chēng)重傳感器選型

選用稱(chēng)重傳感器時(shí)要考慮到其靈敏度、最大分 度數(shù)和最小檢定分度值等。

1 )使用環(huán)境

實(shí)際上，稱(chēng)重傳感器是一種將質(zhì)量信號(hào)轉(zhuǎn)換成 可測(cè)量的電信號(hào)的輸出裝置。用傳感器，首先要考 慮其所處的實(shí)際工作環(huán)境。這點(diǎn)對(duì)傳感器的正確選 用至關(guān)重要。一般情況下，高溫環(huán)境會(huì)使傳感器涂 覆材料融化、焊點(diǎn)熔化、彈性體內(nèi)應(yīng)力發(fā)生結(jié)構(gòu)變 化等；粉塵、潮濕會(huì)使傳感器發(fā)生短路；較強(qiáng)腐蝕 性環(huán)境會(huì)造成傳感器彈性體受損或產(chǎn)生短路現(xiàn)象； 電磁場(chǎng)對(duì)傳感器輸出會(huì)產(chǎn)生干擾。

2)傳感器的數(shù)量和量程。其數(shù)量的選擇， 是根據(jù)電子秤的用途、秤體需要支撐的點(diǎn)數(shù)。一 般，秤體有幾個(gè)支撐點(diǎn)就選用幾只傳感器;量程選 擇可依據(jù)秤的最大稱(chēng)量值、選用傳感器的個(gè)數(shù)、秤 體自重、可產(chǎn)生的最大偏載及動(dòng)載因素綜合考慮決 定。一般，傳感器的量程越接近分配到每個(gè)傳感器 的載荷，其稱(chēng)量的準(zhǔn)確度就越高。但是，實(shí)際使用 中，由于加在傳感器上的載荷，除被稱(chēng)物體外， 還有秤體自重、皮重、偏載及振動(dòng)沖擊等載荷，因 此，選用傳感器時(shí)，要考慮諸多方面因素。下面給 出一個(gè)經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的經(jīng)驗(yàn)公式。

C=K0 x K1 xK2xK3 {Wmax+W) / N

式中：C為單個(gè)傳感器的額定量程；W為秤 體自重；為被稱(chēng)物體凈重的最大值；N為秤 體所采用支撐點(diǎn)的數(shù)量；h為保險(xiǎn)系數(shù)，一般取 1.2~1.3之間；t為沖擊系數(shù)；I為秤體的重心偏 移系數(shù)；I為風(fēng)壓系數(shù)。

3 )傳感器的使用范圍。型式選擇主要取決于 稱(chēng)重的類(lèi)型和安裝空間。對(duì)于制造廠家，它一般規(guī) 定傳感器的受力情況、性能指標(biāo)、安裝形式、結(jié)構(gòu) 形式和彈性體的材質(zhì)等。如鋁合金懸臂梁傳感器， 適于電子計(jì)價(jià)秤、平臺(tái)秤、案秤等；鋼式懸臂梁傳 感器適用于電子皮帶秤、分選秤等；鋼質(zhì)橋式傳感 器，適于軌道衡、地磅等；柱式傳感器適于汽車(chē)衡、動(dòng)態(tài)軌道衡和大噸位料斗秤等。

4)準(zhǔn)確度的等級(jí)選擇。其準(zhǔn)確度等級(jí)，包括 傳感器的非線性、蠕變、重復(fù)性、滯后、靈敏度等 指標(biāo)。選用時(shí)，不應(yīng)盲目追求高等級(jí)的傳感器，而應(yīng)考慮電子秤的準(zhǔn)確度等級(jí)和成本。

1.3標(biāo)定與角差調(diào)節(jié)

以電子吊秤為例，角差調(diào)節(jié)是一個(gè)非常重要步 驟。對(duì)于有多個(gè)承重點(diǎn)的秤，要用一個(gè)法碼分別放 在各個(gè)承重點(diǎn)后觀察儀表顯示。如顯示數(shù)據(jù)相同， 即可進(jìn)行標(biāo)定操作;如結(jié)果不同，則根據(jù)需要進(jìn)行 調(diào)節(jié)。經(jīng)驗(yàn)上看，通常是將顯示重量偏高的調(diào)低。 前面介紹的是秤體調(diào)節(jié)，也可在傳感器接線盒內(nèi)進(jìn) 行調(diào)節(jié)。其調(diào)節(jié)方式有兩種：拱橋信號(hào)調(diào)節(jié)和輸出 信號(hào)調(diào)節(jié)。理論上說(shuō)，角差的出現(xiàn)是人為產(chǎn)生，偏 載主要由下列因素造成：秤體設(shè)計(jì)缺陷、稱(chēng)重傳感 器選型不當(dāng)和秤體安裝有誤。對(duì)稱(chēng)重標(biāo)定，有反復(fù) 校正法和計(jì)算法兩種。

反復(fù)校正法步驟。

①去皮調(diào)零。在配料秤空秤下，用與該秤放 大通道的零點(diǎn)調(diào)節(jié)電位器，使秤值顯示近于零（最 小分度值附近），并記下該顯示值，作為零點(diǎn)值。

②靈敏度粗調(diào)。在該配料秤上加一定重量砝 碼（配料最大值的30%左右，均勻放在秤體中）， 調(diào)節(jié)靈敏度電位器，使秤顯示值等于：砝碼重量+ 零點(diǎn)值。

③卸下砝碼，重復(fù)一次前兩步工作。

④靈敏度精調(diào)。空秤調(diào)零至最小分度值附 近，并記錄該零點(diǎn)值。加砝碼（均勻放在秤體中） 至配料最大值，調(diào)節(jié)靈敏度電位器，使顯示值等 于：砝碼重量+零點(diǎn)值。

⑤觀察、記錄若干中間值及零點(diǎn)值，計(jì)算誤 差，必要時(shí)重復(fù)一遍精調(diào)步驟。

計(jì)算法步驟，采用以下公式。

X=X1xX2/ (X2-X3)

式中：X為加砝碼后應(yīng)調(diào)節(jié)到的顯示值；尤為 所加砝碼總重；Xi為加砝碼后實(shí)際顯示值；X,為 加柱碼前皮重顯示值。

①空秤狀態(tài)下，調(diào)節(jié)調(diào)零電位器，使皮重顯 示值大于零，記下該顯示值，得尤。

②配料秤上加砝碼（均勻放在秤體中）至配 料最大值，得兄。觀察記錄顯示值，得X3。

③將X、晃、X,代入公式計(jì)算得尤，調(diào)節(jié)靈敏 度電位器，使顯示X值，即完成靈敏度調(diào)節(jié)。

④加減砝碼，觀察記錄若干中間值，計(jì)算中 間精度。

2.傳感器的故障檢測(cè)和排除

對(duì)于任何一種電子秤，其故障處理均應(yīng)遵循這 樣的步驟：觀察(故障觀察分析(故障原因檢 測(cè)(為故障判斷提供依據(jù)或?qū)ε袛嘟Y(jié)果加以驗(yàn)證)— 修復(fù)(修理或更換)。可根據(jù)實(shí)際情況選用下列方法 判斷：直觀法、替代法、比較法、插拔法和代碼診斷法。

阻抗判別法：逐個(gè)將傳感器的兩根輸出 線、輸人線拆掉，用萬(wàn)用表測(cè)試輸出、輸入阻抗和 信號(hào)電纜各芯線與屏蔽層間的絕緣電阻。如果測(cè)試 結(jié)果達(dá)不到合格證上的數(shù)值，即可判斷為故障傳感 器；

信號(hào)輸出判斷：如果阻抗法無(wú)法判斷傳 感器的好壞，可用此法做進(jìn)一步檢查。先給儀表通 電，將傳感器的輸出線拆掉，在空秤下用萬(wàn)用表測(cè) 量其Mv輸出值。假設(shè)額定激勵(lì)電壓為U(v)，傳感器 的靈敏度為M(Mv/F),傳感器的額定載荷F(kg)， 則每個(gè)傳感器的輸出加xMxK七F(Mv)0如果哪 一只的輸出值超出該計(jì)算值過(guò)多或不穩(wěn)定，即可判 斷該傳感器有故障或已被損壞。

3.稱(chēng)重儀表的選擇

用多只稱(chēng)重傳感器組成一個(gè)稱(chēng)重系統(tǒng)時(shí)，必須 考慮它采用什么樣的工作方式，而且稱(chēng)重傳感器的 技術(shù)參數(shù)必須與儀表的參數(shù)匹配。以目前采用的并 聯(lián)工作方式稱(chēng)重系統(tǒng)為例，它要求系統(tǒng)實(shí)際最大電 流必須小于稱(chēng)重儀表的的最大拱橋電流。這可以通 過(guò)計(jì)算傳感器組輸入、輸出阻抗并與儀表的技術(shù)數(shù) 據(jù)進(jìn)行匹配來(lái)判斷。

稱(chēng)重儀表，一般由模擬電路和數(shù)字電路兩部分 組成。模擬電路包括電源、前置放大器、濾波器、

A/D轉(zhuǎn)換等；數(shù)字電路包括處理器、存儲(chǔ)器、鍵 盤(pán)和顯示器等。儀表故障診斷最簡(jiǎn)便有效的方法就 是用替代法。在通過(guò)檢測(cè)確認(rèn)損壞部件后，使用備 用件直接進(jìn)行更換，可以使系統(tǒng)更快投入使用。