通過對常用模擬式地磅的模擬型傳感器(下文如未標(biāo)明為數(shù)字傳感器，模擬型傳感器均簡稱為傳感器)以及接 線平衡盒原理的分析，利用數(shù)字萬用表對地磅的傳感器以及平衡接線盒進(jìn)行測量，依據(jù)本文的推理，快速判定傳感器的 老化程度以及可用性，并且可以快速調(diào)節(jié)平衡接線盒使得電子汽車衡各偏載平衡，提高了檢修人員對地磅的診斷效率。
引言
地磅（以下簡稱汽車衡)是大型稱重計(jì)量器具， 也是目前成熟的一種稱重計(jì)量器具，使用范圍廣，并且大 多數(shù)用于貿(mào)易結(jié)算。在使用過程中，由于其秤量大，使用 頻繁，使用環(huán)境惡劣等因素，因此會經(jīng)常出現(xiàn)故障。尤其 是其傳感器在頻繁使用中，會逐漸老化，并且各個傳感器 老化程度不一致，使得傳感器的靈敏度不一致，導(dǎo)致汽車 衡的偏載準(zhǔn)確度受到影響。這種情況很多檢修人員都碰到 過，并且都會很自然的認(rèn)為，調(diào)節(jié)接線平衡盒就好了。但 如果其中某一傳感器的靈敏度變動過大，調(diào)節(jié)接線平衡盒 是無法把整個汽車衡的偏載調(diào)平衡的，并且還會影響整體 稱量的準(zhǔn)確度。本文對常用地磅的傳感器以及接線平衡 盒原理進(jìn)行分析，講解如何通過使用數(shù)字萬用表對汽車衡 做出簡單快速準(zhǔn)確的診斷。
1.傳感器的分類及電阻應(yīng)變式傳感器的工作原理
首先稱重傳感器的作用是將力變成電信號。稱重傳感 器的種類分為電阻應(yīng)變式、電容式和電感式等。本文主要 分析的是汽車衡常用的電阻應(yīng)變式傳感器。
電阻應(yīng)變式傳感器是由彈性體、電阻應(yīng)變片、電橋電 路、補(bǔ)償電路等組成。
電阻應(yīng)變片結(jié)構(gòu)：在絕緣膠片上用電鍍的方法鍍上一 層合金材料，再用蝕刻的方法按一定的規(guī)則刻出電阻網(wǎng) 柵。當(dāng)將膠片拉長（非常微弱的變化）時，電阻值變大； 縮短時，電阻值變小。
導(dǎo)體的電阻值R=p(L/S)
P:材料的電阻率（導(dǎo)電率） h材料的長度 S:材料的橫截面積
由此可知，導(dǎo)體的電阻值與其長度L成正比（長度越
長，電阻越大），與其橫截面積成反比（橫截面積越大， 電阻越?。?。
彈性體：將外力轉(zhuǎn)換成彈性體物理尺寸的變化。
應(yīng)變片：將物理尺寸的變化轉(zhuǎn)成電阻值的變化。
電橋電路：將電阻值的變化轉(zhuǎn)換成電壓信號的變化。
W為施加在傳感器上的力，當(dāng)時，4個電阻應(yīng)變 片阻值相等，電橋平衡，Uo=0。
W # 0時，R2、R4受拉力，電阻變大R + &R
R,、A受壓力，電阻變小R-&R
UA=Ui X(R4 + &R)/(R1 + R4)
UB = Ui X(R3-&R)/(R2 + R3)
因?yàn)?/span>4個電阻應(yīng)變片阻值相等，得R,=R2=&=R4=R， 導(dǎo)出以下算式：
U0=Ua-Ub=U^&R/R
設(shè)：ki=U-/R
則：Uo=k,&R。
由上式可知：傳感器的輸出電壓信號與應(yīng)變片電阻 值的變化量&R成正比，而&R又與彈性體的變化量成正 比，彈性體的變化量與外力W成正比，因此 W=k^&R=k^U0
只要測出U。，即可知到外力#，從而完成力W到電 壓U。的轉(zhuǎn)換。
由電路圖得出結(jié)論：
傳感器的輸出電阻等于應(yīng)變片的初始電阻值。
傳感器的輸人電阻一定大于輸出電阻值（一般大 50 ~ioon)。
傳感器為一純電阻無源器件，可交流或直流供電。
傳感器的輸出極性是依據(jù)彈性體的正常受力方向而 標(biāo)注的，當(dāng)受力方向反轉(zhuǎn)時，其輸出極性也自動反轉(zhuǎn)，傳 感器性能不變。
由前面得知，傳感器的輸出電壓：
U=U,&R/R
其中t^a-G即：傳感器內(nèi)部電橋兩端點(diǎn)的電壓。 當(dāng)傳感器電纜較長時，導(dǎo)線電阻R不能忽略，導(dǎo)線兩 端必有電壓降，Uab
因?qū)Ь€電阻R ^ 0，電阻上的電壓降Vr=RxIr, Ir為 流過電阻R的電流。
只要人#0，Vr^ 0,誤差不可避免。
若在儀表中加一個高輸人阻抗的橋壓檢測電路，直接 測量傳感器供橋端的電壓，并將其作為儀表內(nèi)A/D轉(zhuǎn)換器 的基準(zhǔn)電壓，再利用比例測量的原理，即可將傳感器導(dǎo)線 電阻的影響抵消掉。
因?yàn)闃驂簷z測電路的輸人阻抗很高，所以如果R=0， 橋壓反饋線上無壓降’ V^Kb。
結(jié)論：a.導(dǎo)線過長時，必須用6線制接法。 b.橋壓線和反饋線須在傳感器端短接’不能儀表側(cè)短接。
2.傳感器的簡單判別
2.1輸入/輸出端的判別
（1）電用纜的顏色判別：一般傳感器電纜的顏色都比 較規(guī)范，定義如下：
4線制：紅（供橋K+)，黑（供橋-)，綠（信號》+)， 白（黃)(信號SI-)。
6線制：紅（供橋V+)，藍(lán)（反饋F+)，黑（供橋-)， 黃（反饋F-)，綠（信號SI+)，白（信號SI-)。
（2）用萬用表的O擋測量：
4線制：用萬用表的2kO擋，測出電阻最大的兩根 線為輸人端，另兩根線即為輸出線。
6線制：用萬用表的O擋測出兩組短路的線，這兩 組即為輸人端，另兩個引線即為輸出線。
（3）橋臂阻值測量
普通3500:供橋輸人端：400+100，信號輸出端： 352+20，輸人到輸出：290+100。
橋式7000:供橋輸人端：750+100，信號輸出端： 703+20，輸人到輸出：560+100。
（4）輸出極性判別
當(dāng)用9V或15V的電池給傳感器加供轎電壓時，用萬 用表DC 200mV擋測量傳感器的輸出信號，正常情況下， 當(dāng)傳感器空載時，其輸出應(yīng)為0。當(dāng)在傳感器的受力方向 上加一載荷，輸出應(yīng)有變化，若儀表顯示為正數(shù)，則接紅 表筆的引線為信號+。
注：a.傳感器為一純電阻器件，其輸人/輸出的極性 是相對而言的，當(dāng)把輸電壓極性調(diào)換時，輸出極性自動調(diào) 換，傳感器仍可正常工作。
傳感器輸出極性是相對其正常受力而言的，當(dāng)受力 方向相反時（如壓力變成拉餐力），其輸出信號極性也會 變反。
在多傳感器并聯(lián)使用時，應(yīng)使各傳感器電纜的顏色 標(biāo)注一致。
2.2傳感器2個重要指標(biāo)：靈敏度、量程
靈敏度：常規(guī)有2mV/V 3mV/V早期有1mV/V特殊有
1.8mV/V
量程：意為傳感器滿載時每伏供橋電壓所產(chǎn)生的輸出 電壓。
結(jié)論
（1）該傳感器的信號輸出范圍為0mV(空載）? 20mV( 滿載 )。
（2）供橋電壓減一半，輸出信號減一半。
（3）無論傳感器規(guī)格、量程等不同，只要靈敏度 =2mV/V，供橋電壓=10V,輸出范圍就是0 ~20mV。
（4）同一臺秤中的傳感器其量程必須相同，靈敏度必 須接近。否則秤體無法調(diào)平。
以常規(guī)100t 3節(jié)秤為例：秤體自重=9t，配8只30t 的傳感器，靈敏度=2mV/V，供橋電壓=10V，秤體由8只 傳感器支撐，假設(shè)秤體完全墊平，中間傳感器的受力是邊 上傳感
器受力的2倍，可以得到式子：4x# + 4x2^ = 9t， W=9t/12=0.75t。
空秤時：邊上4個傳感器的受力=0.75t，其輸出 =0.75t/30t x2 mV/Vx10V=0.5mV，中間 4 個傳感器的受力 =0.75x2=1.5t，其輸出=1.5t/30tx2 mV/Vx10V=1.0mV， 假設(shè)100t的貨物均勻分布在秤面上，滿載時各傳感器的 受力為：4xW + 4x2W=100t+9t ’ W=109t/12=9.08t。
滿載時：邊上4個傳感器的受力=9.08t，其輸出 =9.08t/30tx2 mV/Vx10V=6.05mV。中間 4 個傳感器 的受力=9.08x2=18.16t ’ 其輸出=18.16t/30tx2 mV/ Vx10V=12.1mVc 大或調(diào)小。
結(jié)束語
以上分析是本人在實(shí)際檢修工作的一些總結(jié)和分析， 在實(shí)際應(yīng)用中，已為廣大汽車衡使用客戶提供了高效且優(yōu) 質(zhì)的檢修服務(wù)，產(chǎn)生了良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。本文 通過對模擬電子汽車衡的傳感器以及接線平衡盒等原理的 分析，讓汽車衡計(jì)量檢修人員從根本上理解了汽車衡的工 作原理，對提高汽車衡計(jì)量檢修人員的檢修水平起到一定 的指導(dǎo)作用。