小議地磅數字式與模擬式稱重傳感器的區別
文章提出了地磅數字式和模擬式稱重傳感器的區別,用戶可根據實際安裝環境條件,選擇適合自己使用的傳感器。
稱重傳感器是電子稱重的核心傳力部件,傳感器由金屬彈性體、電阻應變敏感元件及變換補償電路組成。被測的重量作用在彈性體上,彈性體產生微量變形,貼在彈性體上的應變片阻值隨之變化,然后由變換及補償電路轉變成線形的電壓變化輸出。對于數字式稱重傳感器,采用數字計算軟件進行信號轉換及線形、溫度、零點、量程補償,并通過數字通訊方式與外部設備交換包括重量在內的多種信息,比之傳統的模擬式傳感器,數字傳感器提供了更精確、智能化的稱重功能。數字傳感器是電阻應變式傳感器與現代微電子技術和數字處理技術相結合的產物。在硬件結構上,一般由模擬傳感電路和數字處理電路兩部分組成,其中數字處理電路采用高度集成化的微電子集成電路,主要包括:信號放大器、模數 (A/D) 轉換器、微處理器 (CPU)、存貯器(E2PROM)、通訊接口和溫度傳感元件等。在軟件上,一般利用特定的數字模型和數字處理技術對傳感器的零點、輸出特性、溫度特性、線性、滯后、蠕變等性能指標進行軟件修正和補償。(數字式與模擬式的結構原理圖如下):
1.“數字” 傳感器與模擬傳感器的性能比對
1.1 “數字”傳感器與標準模擬傳感器精確性比較
為了騰出放置電子元件的空間用以輸出一個數字輸出信號仍需要用到以前的技術,如柱式傳感器。柱式傳感器本質上是非線性(不精確)的,需要通過電子補償達到一定的精確度。先進技術的剪切梁傳感器本身更精確且不需要進行電子補償。柱式傳感器有必要順應受力方向絕對垂直的安裝并維持垂直狀態。這種垂直狀態是為了達到并保持期望的傳感器精度。剪切梁傳感器易安裝于地磅且對安裝的位置無特殊要求。數字傳感器與標準的模擬傳感器有相同的精度認證(NTEPclass IIIL,10,000div),所以數字傳感器里附加的電子元件不能提高補償后的精度。
1.2 “數字”傳感器與標準模擬傳感器可靠性比較
數字傳感器里的元件及焊接件大約是傳統模擬傳感器 10 倍。元器件及焊接是汽車衡在震動環境中出問題的一個主要原因。數字傳感器需要一個柱式傳感器為大量的電子元件提供放置的空間。一些數字傳感器用多觸點接線器連接傳感器與輸入輸出電纜。經驗所得,接線器是汽車衡出問題的一個主要原因。傳統模擬傳感器有一條系列的、不可或缺的防水電纜線,提供了更為可靠的保護防止濕氣進入,濕氣會損壞甚至完全破壞傳感器。如雙剪切梁(模擬傳感器)。
1.3 “數字”傳感器與標準模擬傳感器適用性比較
現在還沒有數字傳感器的行業標準規則。每家數字傳感器制造商制造的傳感器都是唯一的,與其他傳感器制造商制造的數字傳感器不可互換。汽車衡的維修及零部件的更換都受到傳感器制造商及其授權的當地代理商的限制。限制維修的可選性對地磅所有者是不利的。傳統模擬傳感器是普通可靠的。最普遍的設計與許多其他傳感器制造商都是可互換且通用的。傳感器可由許多當地有資格的傳感器公司維修。
1.4 “數字”傳感器與標準模擬傳感器有效性比較
數字傳感器的主要好處在于能通過電子系統把每個單獨的傳感器連接起來。這對標定一個稱重系統或傳感器是非常有用的。位于非常偏遠地區的非貿易的地磅,要駛入一輛標定稱重卡車不可行的時候,卻能通過系統把每個單獨的數字傳感器的信息連接起來得到精確的標定。不能使用標準重量標定的大料罐料斗稱重系統也能得利于系統把每個數字傳感器的標定信息連接起來。合法貿易地磅仍必須用大的檢定砝碼標定,標定必須在安裝數字傳感器以后進行。這一事實大大否定了數字傳感器系統的主要好處。
1.5 “數字”傳感器能解決偏載誤差
四角調整更加方便:數字式地磅能自動補償和調整因偏載和溫度溫度變化而產生的影響,改變了過去手工調節電阻,計算機能將各傳感器輸出的數字信號予以編碼和識別,用軟件自動調整角差,使誤差調整更加簡單和準確。
1.6 “數字”傳感器與標準模擬傳感器的抗干擾性比較
地磅主要由承載器、稱重顯示儀表、稱重傳感器(電阻應變式)、連接件、限位裝置及接線盒等零部件組成,及選配部分如打印機、計算機和穩壓電源等外部設備。被稱物或載重汽車置于承載器臺面上,在重力作用下,通過承載器將重力傳遞至稱重傳感器,使稱重傳感器彈性體產生變形,貼附于彈性體上的應變計橋路失去平衡,輸出與重量數值成比例的電信號,經線性放大器將信號放大。再經 A/D 轉換為數字信號,由儀表的微處理機(CPU)對重量信號進行處理后直接顯示重量數據。配置打印機后,即可打印記錄稱重數據,如果配置計算機可將計量數據輸入計算機管理系統進行綜合管理。電子磅也好,地磅也罷,基本原理都是利用傳感器(力傳感器)將物體的重力變成電信號,送給調理、A/D、運算電路(M CU),再轉成數字顯示。數字傳感器大部分電子元器件都安裝在傳感器屏蔽體內,采用高集成化、高智能化的處理單元,獨立的 A/D 轉換器和數字信號輸出端口,消除了因長距離傳輸,電壓信號低,易受干擾的問題。
1.7 “數字”傳感器具有故障自診斷能力
數字式地磅具有先進的人機對話接口,自診斷功能突出,使用過程中能不斷檢測地磅的工作狀況,當檢測到傳感器故障時,能及時發出錯誤信號,準確判斷故障點,避免了因故障而造成的損失。
1.8 “數字”傳感器防雷擊能力突出和能杜絕作弊現象
數字傳感器內部 PCB 防雷擊設計,提高了系統的防雷擊能力,在作弊時不僅要安裝電流回路,還得破解數字傳輸密碼,而模擬的直接安裝電流回路,遠程遙控就可以改變電信號。在傳輸過程中數字信號采用密碼保護,避免了地磅遭不法分子遙控,杜絕了作弊現象的出現。
2. “數字” 傳感器與標準模擬傳感器的比較總結
可用于地磅的大量程數字傳感器事實上是模擬應變傳感器加上提供數字輸出信號的電子元件。數字傳感器的主要好處在于能通過系統把每個單獨的傳感器連接起來。這對標定大料斗料罐稱重系統及位于偏遠地區的非貿易地磅是非常有用的。附加的電子元器件及焊接件是降低使用數字傳感器衡器可靠性的主要因素。數字傳感器與模擬傳感器一樣,能達到由稱重檢測機構認可的相同的精度。
使用“數字”傳感器的另一個選項。每個傳感器都有內置的 C2 芯片(C2 電子標定專利技術),實現無砝碼標定,大噸位標定是個相對比較難的問題,HARDY標定只需輸入參考點(如果成為空就輸零,有料可直接輸入估計值),一鍵式標定,精度非常高,靜態精度是 1/20000,動態 1/2000 以上。每個傳感器都安裝著 20 英尺的 6 根彩色附有標記的導線電纜。稱重傳感器的性能特征和所有原始測試參數被儲存在一個內部記憶芯片中。能指標進行軟件修正和補償。