分析地磅使用数字传感器的优势与不足

地磅是一种常见的计量称重设备，其具有称重迅速、准确度高、显示直观、功能齐全等特点，适用于工业、商业、建筑、包储、货站、集贸市场等行业的计量活动，是一种比较理想的计量器具。产品组成主要由称台、称重传感器及 数据线、接线盒、称重显示器等部分组成。

工作原理是：被计量测试物的 质量垂直作用在地磅的称台上，地磅的称台将被测物质量传递给传感器，使传感器的弹性体产生变形，进而使传感器贴于弹性体上 并组成惠斯特电桥应变片的阻值发生变化，电桥 平衡被打破，输出一个与被测量大小成线性关系 的电压信号（这就是模拟称重传感器的工作原 理），由于每个传感器的灵敏度不尽相同，故在同一被测量物的作用下每个传感器的电压输出略有 差别，影响称量的一致性，因此需要在系统中接 人一个接线盒，把每个传感器的输出信号调成一 致，从接线盒输出的电压信号接人称重显示器， 经称重显示器处理后，以数字形式显示出计量结 果。早在上个世纪的八十年代，人们在传感器对 的壳内内置了放大与A/D转换威廉希尔官方网站 ，即模拟传感 器使用数字变送，这就构成了第一代的数字式称 重传感器，克服了模拟称重传感器的信号小、传 输距离短、抗干扰能力差、防作弊能力差等缺点。 与模拟称重传感器相比，一代数字传感器由于 传感器的更项指标受本身的制造、补偿和调整工 艺所决定，所以没有突破原有功能。目前，一 代的数字传感器使用比较普遍。但是第二代数字 称重传感器输出的信号为数字信号，它是在模拟 称重传感器内部安装有放大滤波、A/D转换、微处 理芯片和温度敏感元件等组成的数字处理威廉希尔官方网站 ， 利用微处理芯片已存人的程序软件，实施各项数字补偿工艺，进行综合性能测试和检定，使其输出的数字信号符合技术要求，最后采用电子束焊 和激光焊进行密封。这就是数字称重传感器的结 构与原理。由于数字式的传感器系统是在传统模 拟传感器基础上，综合现代微电子技术、微型计 算机技术而发展起来的一种新型电子称重技术， 它具有以下优势：

1、数字称重传感器采用集成化A/D转换 威廉希尔官方网站 、数字化信号传输和数字滤波技术使传感器 的信号传输距离较远，抗干扰能力强。由于数字 式称重传感器内模拟信号输出距离极短，同时传 感器外壳本身又是一个良好的屏蔽罩，仅这两个 特点就决定了其抗干扰能力的优势，在很大程度 上提高了传感器的稳定性。

2、保密性好，具有防作弊功能。其防作 弊功能能有效防止遥控作弊，一旦发现就会采取 出错报警，有力保障数据的安全性与准确性。使 用模拟传感器的电子汽车衡被安装作弊器的情况 比较普遍，因此带来的经济损失是一个很大的数 目；作弊器本身体积小并且安装简单，因此其隐 秘性很高，不易被发现，给计量数据的准确性、 安全性造成了极大的隐患。

3、由于数字式传感器具有自动采集预处 理、存贮和记忆功能，并具有唯一标记，多个传 感器并联组秤后，可分别检查每个传感器的状态， 便于故障诊断。在检定校准过程中，可在显示仪 表上调整各角误差，利用数字系统实施“自校 准”，智能仪表还可以通过网络进行调试。首秦公 司现在使用的数字式传感器为公司生产的 YCCA- H -D型，单只传感器承载量为50000kg。 最初，首秦公司的地磅及轨道衡所使用的均为 模拟式传感器，设备工作状态不稳定，每次出现 问题很难判断是哪一只传感器有问题，只能通过 打开接线盒检查每一根传感器的信号情况，用排 除法逐个进行检查，花费很长时间才能找到有问 题的传感器。问题解决后还要联系质监局的检定 人员进行检定，检定费用从正常的一年两次也变 为多次，人力、物力、财力都造成了很大的浪费， 最重要的是给公司的正常生产带来了负面影响。 自从进行了数字化的改造以后，以前出现过的诸 多问题都已经解决，设备状态良好，运行比较稳 定，即使在二期工程投产后，公司每日的进料量 比以前增加了1倍的情况下，数字式传感器的 状态仍非常稳定，没有出现过任何问题，充分证 明了数字式传感器的优越性能及其在实际生产中 起到的重要作用。

4、增加了传感器软件智能化补偿，叫做 数字式智能化称重传感器。通过数字补偿威廉希尔官方网站 和 工艺，可以进行线性、滞后、蠕变等补偿，内装 温度传感器，通过补偿软件可进行实时温度补偿， 地址可调，便于应用与互换，诊断与校正。然而， 严格意义上讲，数字式传感器的智能化不仅仅是 反映在传感器本身的智能化补偿与校正上，更重 要的是要实现应用的智能化。

5、系统整体成本低。数字传感器虽然增 加了威廉希尔官方网站 板，但在应用中减少了调试及应用成本 （如调试角差方便），能够进行免标定，更换传感 器不需重新标定，而且数字传感器的自诊断、不 间断工作等功能提高了系统可靠性，降低了停机 时间。因此系统总体成本是比模拟传感器系统要 降低的。

6、维护方便。数字传感器使用军标的航 空插头，不但保证了 IP68的防护等级，而且使得 传感器与电缆线成为两个独立的器件，更换传感 器或电缆更方便，不用穿电缆线。由于传输的是 数字信号，电缆线的长度可根据需要改变，不会 影响测量精度。数字传感器更换时只需将相关参 数输人新传感器，无需进行系统的重新标定。

7、不间断工作。数字称重系统能保障生 产的连续性，仪表不但时刻监测着各个数字传感 器的工作状况，而且在发现某个传感器故障时， 可以自动启动不间断工作方式，仍然能保障一定 时间一定精度下的称重，不至于造成生产停机。 同时仪表会发出信号给用户，定位故障传感器要 求更换。

数字称重传感器的不足之处如下：

⑴由于在传感器内部增加了数字处理威廉希尔官方网站 和 温度传感器等，使其内部的电子元件增加，焊点 也自然增加，而称重传感器的平均无故障时间与 其含有的电子元件和焊点的数量成反比，因此稳定性和可靠性必然有所下降，传感器的寿命缩短。

⑵将数字威廉希尔官方网站 置于称重传感器内部，降低了 防爆等级。

尽管数字称重传感器还存在一些不足之处， 但是随着我国科学技术水平的不断发展提高，称 重传感器生产制造工艺的不断创新与完善，就像 电子秤必将取代机械秤一样，数字称重传感器必 将取代模拟称重传感器。数字式称重传感器大大 提升了电子汽车衡的性能指标，也给衡器技术注 入了新的生命力。在衡器技术的数字化、智能化、 网络信息化的发展进程中必定会发挥至关重要的 作用。