數字式稱重感測器

數字式稱重感測器是由模擬感測器（電阻應變式）和數字化轉換模塊兩部分組成的。數字模塊由高度集成化的電子電路，採用SMT表面貼裝技術製成，主要包括放大器、A/D轉換器、微處理器（CPU）、存儲器、介面電路（RS485）和數字化溫度感測器等。

數字感測器按結構可分成三種類型：

1.絕對式角度數字編碼器

這種感測器的結構示意圖如圖一所示，其角度解析度決定於數字編碼器（碼盤）的位數。目前有14位的產品，如再增加碼道和細分電路可製成19位和23位的。

2．周期計數式數字感測器

它的結構示意圖如圖二所示。此種結構的位移解析度對低精度的周期計數式數字感測器而言，僅由周期信號發生器的性質決定。例如，光柵當長1mm有100條刻線時，其解析度即為0.01mm；對高精度的周期計數式數字感測器而言，還要考慮到電子細分數。如前例，在100倍電子細分數下，此光柵的解析度就是0.1µm。此種結構屬於增量式結構，結構的特點（位移方向的要求）決定它不但備有辨向電路，而且周期計數器還具有可逆性質。

3．頻率式數字感測器

其結構示意圖如圖三所示。按振蕩器的形式，可將此種數字感測器分成帶有晶體諧振器的和不帶晶體諧振器的兩種。前者，按被測量的作甩點，又分作用在石英諧振器上的石英晶體諧振式數字感測器和作用在諧振器中儲能元件上的帶有晶體諧振器的調頻式數字感測器。按採用敏感元件的形式，又可分為簡單的圖四a)和差動的圖四b)兩種。

從上述三種類型數字感測器的結構圖可以看出，它們都具有抗干擾能力強以及數字量輸出的特點。如考慮到對電源電壓的波動，環境溫度波動和非線性等因素的補償（圖中沒有畫出），則精度還可提高。如果採用單片微型計算機去進行信息處理，諸如補償、頻倍（細分）和數字轉換等硬體線路可軟體化，不僅使線路簡化，還可使解析度，測量精度和工作可靠性進一步調高。

數字式稱重感測器具有以下特點：

一、數字式感測器採用集成化的A/D轉換電路、數字化信號傳輸和數字濾波技術，感測器的信號傳輸距離較遠，可達1200m，抗干擾能力強，數字感測器內模擬信號的傳輸距離極短，同時感測器外殼（彈性體）本身又是一個良好的屏蔽罩，僅這兩個特點就決定了其抗干擾能力的優勢，在很大程度上提高了感測器的穩定性。

二、保密性好，具有防作弊功能，能有效防止遙控器作弊，一旦發現就會自動採取出錯報警，有力保障了數據的安全性與準確性。使用模擬式感測器的汽車衡被安裝作弊器的情況比較普遍，首秦公司周圍的幾家有模擬式汽車衡的公司幾乎全被安裝過作弊器，造成了很大的經濟損失。由於作弊器本身體積小，加之安裝極其簡便，因此不容易被發現，給計量數據的安全性造成了極大的隱患。首秦公司的大型貿易衡器（除動態軌道衡外）已經全部進行了數字化改造，成為數字式汽車衡，從而使計量數據的安全性得到了良好的保障，也更好地維護了首秦公司的經濟利益。

三、由於數字式感測器具有自動採集預處理、存貯和記憶功能，並具有唯一標記，多隻感測器並聯組秤后可分別檢查每個感測器的狀態，便於故障診斷。首秦公司現在使用的數字式感測器為大和公司生產的YCCA-Ⅱ-D型，單隻感測器承載量為50000kg。最初，首秦公司的汽車衡及軌道衡所使用的均為模擬式感測器，設備工作狀態不穩定，每次出現問題很難判斷是哪一隻感測器有問題，只能通過打開接線盒檢查每一根感測器的信號情況，用排除法逐個進行檢查，花費很長時間才能找到有問題的感測器。問題解決后還要聯繫質監局的檢定人員進行檢定，檢定費用從正常的一年兩次也變為多次，人力、物力、財力都造成了很大的浪費，最重要的是給公司的正常生產帶來了負面影響。自從進行了數字化的改造以後，以前出現過的諸多問題都已經解決，設備狀態良好，運行比較穩定，即使在二期工程投產後，公司每日的進料量比以前增加了1倍的情況下，數字式感測器的狀態仍非常穩定，沒有出現過任何問題，充分證明了數字式感測器的優越性能及其在實際生產中起到的重要作用。

四、.數字感測器在出廠時均已進行量化處理，一致性極佳，替換后無須重新標定. 2.每隻數字式感測器均帶高精度A/D塊及CPU,所以上位機能讀取每隻數字式感測器的實時狀態，並以此作為監控感測器是否處於正常工作狀態. 3.採用標準非同步串列介面RS-485通訊，所以傳輸遠(可達幾公里)且抗干擾能力強.

目前，數字式稱重感測器已經廣泛應用於電子汽車衡、電子軌道衡以及電子皮帶秤等各種電子衡器中。

1、安裝感測器的底座安裝面應平整、清潔，無任何油膜，膠膜等存在。安裝底座本身應有足夠的強度和剛性，一般要求高於感測器本身的強度和剛度。

2、稱重感測器要輕拿輕放，尤其是由合金鋁製作彈性體的小容量感測器，任何衝擊、跌落，對其計量性能均可能造成極大損害。對於大容量的稱重感測器，一般來說，它具有較大的自重，故而要求在搬運、安裝時，儘可能使用適當的起吊設備（如手拉葫蘆、電動葫蘆等）。

3、每種稱重感測器的載入方向都是確定的，而我們使用時，一定要在此方向上載入負荷。橫向力、附加的彎矩、扭矩力應盡量避免。

4、水平調整：水平調整有兩個方面的內容。一是單隻感測器安裝底座的安裝平面要用水平儀調整水平，另一方面是指多個感測器的安裝底座的安裝面要盡量調整到一個水平面上（用水準儀），尤其是感測器數多於三個的稱重系統中，更應注意這一點，這樣做的主要目的是為了使各感測器所承受的負荷基本一致。

5、稱重感測器周圍應盡量設置一些“擋板”，甚至用薄金屬板把感測器罩起來。這樣可防止雜物玷污感測器及某些可動部分，而這種“沾污”往往會使可動部分運動不爽，而影響稱量精度。

6、盡量採用有自動定位（複位）作用的結構配件，如球形軸承、關節軸承、定位緊固器等。他們可以防止某些橫向力作用在感測器上。要說明的是：有些橫向力並不是機械安裝引起的，如熱膨脹引起的橫向力，風力引起的橫向力，及某些容器類衡器上的攪拌器的振動引起的橫向力即不是機械安裝引起的。

7、某些衡器上有些必須接到秤體上的附件（如容器秤的輸料管道等），我們應讓他們在感測器載入主軸的方向上盡量柔軟一些，以防止他們“吃掉”感測器的真實負荷合而引起誤差。

8、感測器應採用鉸合銅線（截面積約50mm2）形成電氣旁路，以保護它們免受電焊電流或雷擊造成的危害。

9、稱重感測器雖然有一定的過載能力，但在稱重系統安裝過程中，仍應防止感測器的超載。要注意的是，即使是短時間的超載，也可能會造成感測器永久損壞。在安裝過程中，若確有必要，可先用一個和感測器等高度的墊塊代替感測器，到最後，再把感測器換上。在正常工作時，感測器一般均應設置過載保護的機械結構件。

10、系統有無運動不爽現象，可以用以下方法判別。即在秤台上加或減大約千分之一額定負荷看看稱重顯示儀是否有反映，有反映，說明可動部分未受“沾污”。

11、若用螺桿固定感測器，要求有一定的緊固力矩，而且螺桿應有一定的旋入螺紋深度。一般而言，固定螺桿因採用高強度螺桿。

12、感測器使用中，必須避免強烈的熱輻射，尤其是單側的強烈熱輻射。