本文對多只稱重傳感器串聯(lián)接法和并聯(lián)接法的地磅，調(diào)整四角平衡的原則和方法進行了 分析和探討。并通過調(diào)試實踐,對多只稱重傳感器并聯(lián)的地磅，在稱重傳感器輸出端并接調(diào)整電阻和在 稱重傳感器輸入端串接調(diào)整電阻兩種調(diào)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(lián) 的地磅,在稱重傳感器輸入橋路中串接調(diào)整電阻，來調(diào)整地磅的四角平衡的方法是最優(yōu)的方法。

一、概述

在地磅的安裝調(diào)試中，按著JJG539 - 97數(shù) 字指示秤檢定規(guī)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(diào)校是一項首要的任務(wù)。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(diào)整秤上的四只稱 重傳感器輸出信號，使儀表顯示數(shù)值相近或相等, 即人們俗稱四角平衡。

調(diào)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(diào)整電阻法，另一種是在稱重傳感 器輸入端串接調(diào)整電阻法。這兩種方法最終目的都 是要調(diào)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(shù)目不同。多只稱 重傳感器即有并聯(lián)接法，也有串聯(lián)接法。以下對各 種條件下調(diào)整稱重傳感器輸出值的原則和方法及 不同方法在實踐應(yīng)用中的利弊做一分析和探討。

二、多只稱重傳感器串聯(lián)和并聯(lián)調(diào)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(yīng)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(guān)系。這種傳感器在工作區(qū)段內(nèi)，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(lián)（以四只傳感器為例)調(diào) 整衡器四角平衡的原則：

四只稱重傳感器串聯(lián)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(lián)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(diào)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(lián)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(tǒng)的四角 平衡，消除了角差。

3.多只稱重傳感器并聯(lián)調(diào)整衡器四角平衡的 原則(仍以四只稱重傳感器并聯(lián)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(shù)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(yīng)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(diào)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(lián)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(lián)和并聯(lián)組枰優(yōu)缺點比較

多只稱重傳感器串聯(lián)組秤，其優(yōu)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(lián)接法每只稱重傳感器需單獨 供電，電源設(shè)備復(fù)雜化。多只稱重傳感器并聯(lián)組秤， 輸出信號相當于單只稱重傳感器輸出值。并聯(lián)輸出 最突出的優(yōu)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(lián)與申聯(lián)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(nèi)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(tài)電子軌道衡，四只稱重 傳感器串聯(lián)時，干擾信號使儀表跳字4000多字,而 改為并聯(lián)后跳字在10個字以內(nèi),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(lián)組秤的主要原因。

三、地磅四角平衡的調(diào)試方法

1、在稱重傳感器輸出端并接調(diào)整電阻法： 按以上論述的多只稱重傳感器并聯(lián)組秤，調(diào)整 四角平衡的原則。具體的調(diào)整方法有兩種，第一種 就是國內(nèi)普遍采用的在稱重傳感器輸出端并接調(diào) 整電阻法。并有多種定型產(chǎn)品（即并接調(diào)整電阻接 線盒)。具體調(diào)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(shè)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(lián)后的環(huán)流。

圖中的RT是輸出電壓調(diào)節(jié)電阻，調(diào)節(jié)阻值范圍 是10KΩ-210KΩ。調(diào)節(jié)輸出電壓的原理是在輸出 橋臂中產(chǎn)生一個分流，該電流的變化會引起圖3中 A—B端的電壓發(fā)生變化，從而調(diào)節(jié)稱重傳感器的 輸出電壓。

這種方法調(diào)整電壓范圍很小，當稱重傳感器總 輸出為15mV，衡器的分度數(shù)n = 5000時，最大能調(diào) ±5個分度。當稱重傳感器靈敏度偏差較大時，對于 調(diào)試經(jīng)驗不足者，往往很不容易調(diào)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(jīng)5 - 6小 時調(diào)試沒有調(diào)到四角平衡的經(jīng)驗教訓(xùn)。

后來，在調(diào)試實踐中掌握一些技巧。首先將RT2 調(diào)到位置中間，秤要經(jīng)過重車碾壓，機械系統(tǒng)穩(wěn)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(diào)整每個稱重傳感器的 RT2,使其向平均值“靠攏”，這樣經(jīng)過三個周期的壓 角調(diào)試一般是可以調(diào)到四角平衡。

初調(diào)者往往是將最小值向最大調(diào)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(diào)到靠近RT1的一端，再調(diào)其它的稱重傳 感器的RT2就不大起作用了，這是調(diào)試失敗的主要 原因?？傊捎貌⒙?lián)電阻調(diào)整法，機械臺面調(diào)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(nèi)經(jīng)過一 番細心調(diào)整，是可以調(diào)到數(shù)字技‘示枰檢定規(guī)程中要 求的技術(shù)指標。

2.在稱重傳感器輸入端串接調(diào)整電阻法.

由于在稱重傳感器輸出端并接調(diào)整電阻法經(jīng)人 們多年應(yīng)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(diào)整電阻來調(diào)節(jié)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(diào)整電阻的原理圖見圖4所示：

這種調(diào)整稱重傳感

器輸出電壓的原理是通過調(diào) 節(jié)串接在輸入橋臂上的電阻與橋臂產(chǎn)生分壓。當圖 4中的RT調(diào)整數(shù)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(yīng)降低。當Rt調(diào)節(jié)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(yīng)升高。

這種方法電阻調(diào)節(jié)范圍約在150左右，輸入橋 臂電阻通常為3900,當調(diào)節(jié)電阻調(diào)到中間位置時， 可分壓± 1. 6%，當衡器分度數(shù)為5000時，則可調(diào)整 80個分度。

采用在稱重傳感器輸人端串接調(diào)整電阻的方 法，調(diào)整輸出電壓變化范圍很寬。只要機械臺面穩(wěn) 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(diào)到四角平衡。

我們在150噸廢鋼秤調(diào)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(diào)試平衡，并通 過沈陽鐵路局的檢定。具體檢定數(shù)據(jù)見表1所示。

表1數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，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(diào)試方法，已被國內(nèi)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(diào)整電阻，能接8只稱重傳感器的接線盒， 已是定型產(chǎn)品。最近有的廠家也生產(chǎn)了同類產(chǎn)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(diào)，更加優(yōu)化了四角平衡的調(diào)試效果。

目前采用這種方法調(diào)整地磅的四角平衡 應(yīng)用尚未普及。但這種方法在電子衡器調(diào)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(yōu)點。設(shè)想不久的將來，在稱重傳感器輸入橋臂上串接調(diào)整電阻來調(diào)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(diào)整電阻的方法。