、傳感器的選擇

　　般來說，多大噸位的秤就應該選擇多大噸位的傳 感器。但是在實際應用中，通常規定靜態時衡器的大 載荷為：

　　靜態時衡器的大載荷=70%x傳感器的額定載荷x 傳感器的個數

　　這是由于秤體自重的存在和動態時汽車上枰的振 動、沖擊、偏載等原因，使部分傳感器瞬時承受比實際載 荷多出10%~40%的重量，有時甚至超出傳感器的額定 載荷，使當次稱量的準確度下降。為了使傳感器在額定 載荷內工作，可以人為規定70%的系數。規定個上限， 有助于提高秤體的準確性。表1為允許過衡車輛的軸載。

　　軸載指汽車后軸(含軸組)總載荷。地磅允許過 衡軸載與傳感器額定載荷、傳感器支點距離等因素有關。

　　實際選擇中，還要考慮傳感器的技術參數，尤其是 靈敏度。

　　 先分析下靈敏度的定義(現討論同靈敏度的 傳感器，以2mV/V為例)，額定載荷下，傳感器的大輸 出信號差(mV)與激勵電壓(V)的比值，單位是mV/V。其 意義在于傳感器和稱重儀表的標準化、統化。

　　以QS系列稱重傳感器和XK3190-D9儀表為例來說明。

　　QS-30T-A,靈敏度為2.0mV/V;D9儀表輸出激勵電 壓為8V。

　　可以計算，30t載荷狀態下，傳感器輸出差模信號 [C/,(+)-t/,(-)] =2mV/Vx8V=1,6mV，同樣，20t、40t 等傳 感器額定載荷下的輸出均為1.6mV。

　　多傳感器使用時，把所有傳感器的輸出信號并入接 線盒中，由接線盒輸出兩根差模信號線(俗稱“進機線”) 到儀表。為確定所選擇的傳感器是否正確，給出了下面 的計算公式。值得注意的是，進機線的信號是多傳感器 信號平均值而非累加值。

　　秤體滿載時額定凈輸入信號(毫伏)£/ U^SxVxO/CxR

　　式中—秤體量程,kg;K^傳感器激勵電壓，V; 0——傳感器靈敏度，mV/V;C——傳感器量程(額定載 荷)，kg;ft——使用的傳感器數據，這里表示并聯電壓 回路數量。

　　當L7儀表分度值>儀表輸人靈敏度時.可判為合格。

　　二、顯示儀表的選擇

　　稱重儀表的內部結構包括：放大電路，A/D轉換、 單片機以及和單片機相連的控制面板、顯示部分、打 印部分和串型通訊部分。本文討論的是其模擬信號及 量化部分，即輸人信號和其中的放大電路、A/D部分的 關系。

　　1.集成運算放大器

　　稱重儀表采用的放大器均為高精度集成運放(如 OP177、OP277、MAX422等)，具有高分貝、低失調、低溫 漂、高共模抑制比等特點。傳感器輸出的差模信號正 與運放的同相輸人端相連f/,,，負和運放的反相輸人端 相連仏，運放的同相與反相輸人電阻均為ft,,反饋電阻 Rf,則減法運算后輸出電壓U0=(R3/R4*(Up-UN)，增益 AU=Rf/Rio調整反饋電阻使和A/D轉換器的模擬信號電 壓等相匹配。由于儀表中運放采用幾乎固定的增益 和A/D模擬輸人信號范圍，根據上式得出儀表的大輸 人信號范圍f/,為：

　　U~Ur-U,= (A/D模擬信號范圍)/(運放增益)

　　2.模擬-數字轉換器

　　稱重儀表中多采用16位S-AA/D芯片，理論上能 把采集來的模擬信號(上面論述的(/„)作2V65536)等 份。以基準電壓對照，每份模擬信號(A = 1/65536)對應 個數字量，這樣就實現了模數轉換的功能。在無其他 因素限制時，可以把A/D的輸出信號看成儀表內碼的變 換范圍。

　　把運放和A/D放在起考慮，不難得出以下結論：

　　儀表的A/D可以看成是等分其額定輸人信號范圍 的。實際使用中的輸人信號往往很難接近其額定輸人 信號，甚至有的達不到儀表輸人信號范圍的半，這樣 不利于整個產品的準確度，也浪費了儀表的資源。當然， 有用信號被等分得越多越好，這樣可以提高產品的準確 度和可調性。

　　三、實例選配

　　現在以SCs-40地磅為例來說明如何合理選配。

　　要求解析:衡器的大秤量值為40t，單節，4傳感器。

　　按要求，現在傳感器中可以選配的有101、151、201。

　　1.傳感器選配10t 10tx4=40t

　　理論上可行，正好*利用，但是考慮到秤體自重 及汽車的沖力、超載等因素，我們不能選用可能超出額 定載荷的傳感器。

　　2.傳感器選配15t 15tx4=60t>40t

　　60tx70%=42t>40t (此處也為臨界狀態，由于70%為 安全使用系數，此處可以通過)。

　　(40000kgx8Vx2mV/V)/ (15000kgx4)=10mV C3等分度數為3_

　　則 10mV/3000=3.33ixWd 這里取f/=8V

　　3.33ixV/d在現有多數儀表的輸人靈敏度指標內，可 以選用。

　　傳感器選配20t 20tx4=80t>40t 80tx70%=56t>40t

　　(40000kgx8Vx2mV/V)/(20000kgx4) =8mV C3等分度數為3000 貝 ij8mV/3000=2.67ixWd 這里取f/=8V

　　2.67jtV/d在現有多數儀表的輸人靈敏度指標內，可 以選用。

　　綜合考慮上述第2節~第3節，第2節中大凈輸人 信號為10mV，第3節中大凈輸人信號為8mV，即第2 節中有用信號要多些。儀表的凈輸人信號范圍和反 相輸人模信號均大于第2節~第3節的范圍(般反相 輸人略小于同相輸人的值)。但是第2節對儀表的利用 率要比第3節高些，即內碼的識別能力要好些。同 理，應盡量選擇信號范圍接近傳感器信號變化木值 的儀表。

　　根據以上分析，我們用15t傳感器。當然，如果暫時 沒有15t傳感器，20t的也可以，但不要選擇額定載荷更 大的傳感器(如30t、40t)，因為那樣會減少可調性和儀 表的準確度，給檢秤工作帶來不必要的麻煩。

　　在通常的情況下，衡器的配置由任務來確定，稱重 技術的可行性將影響的設計方案。對傳感器和顯 示儀表技術性的深人理解，對選配高質量的衡器有很大 的幫助。