數(shù)字稱重傳感器的優(yōu)越性介紹

一、數(shù)字式汽車衡與模擬式汽車衡的區(qū)別

數(shù)字式汽車衡因為采用數(shù)字稱重技術，構成方式與傳統(tǒng)的模擬汽車衡存在較大差異。首先，數(shù)字式汽車衡的儀表(或計算機)和傳感器之間的接口屬于數(shù)字通信接口(一般為RS485通信方式)，儀表直接接收的是傳感器送出的數(shù)字信號，傳輸線長度可達1200m。而普通的模擬式汽車衡儀表和傳感器之間的接口屬于模擬接口。儀表首先接收傳感器的模擬信號，然后再對其進行A/D轉換后才能進一步處理，傳輸距離一般為(20～30)m。其次，由于數(shù)字式汽車衡接收的是數(shù)字信號，調整角差時直接在儀表中通過軟件來處理，而不像模擬式汽車衡那樣，需要調整接線盒中的電位器來達到調整角差的目的。這些明顯的差異，決定了數(shù)字式汽車衡在安裝調試時存在諸多優(yōu)越于模擬式汽車衡的地方，在安裝和使用上更加便利。

二、數(shù)字式傳感器及其特點

數(shù)字式傳感器系統(tǒng)是在傳統(tǒng)電阻應變式傳感器基礎上，結合現(xiàn)代微電子技術、微型計算機技術集成而發(fā)展起來的一種新型電子稱重技術。它是由模擬傳感器(電阻應變式)和數(shù)字化轉換模塊兩部分組成的。數(shù)字模塊由高度集成化的電子電路，采用SMT表面貼裝技術制成，主要包括放大器、A/D轉換器、微處理器(CPU)、存儲器、接口電路(RS485)和數(shù)字化溫度傳感器等。它具有以下特點：

首先，數(shù)字式傳感器采用集成化的A/D轉換電路、數(shù)字化信號傳輸和數(shù)字濾波技術，傳感器的信號傳輸距離較遠，可達1200m，抗干擾能力強，數(shù)字傳感器內模擬信號的傳輸距離極短，同時傳感器外殼(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(yōu)勢，在很大程度上提高了傳感器的穩(wěn)定性。

其次，保密性好，具有防作弊功能，能有效防止遙控器作弊，一旦發(fā)現(xiàn)就會自動采取出錯報警，有力保障了數(shù)據的安全性與準確性。使用模擬式傳感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。由于作弊器本身體積小，加之安裝極其簡便，因此不容易被發(fā)現(xiàn)，給計量數(shù)據的安全性造成了極大的隱患?，F(xiàn)在首秦公司的大型貿易衡器(除動態(tài)軌道衡外)已經全部進行了數(shù)字化改造，成為數(shù)字式汽車衡，從而使計量數(shù)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。

第三，由于數(shù)字式傳感器具有自動采集預處理、存貯和記憶功能，并具有唯一標記，多只傳感器并聯(lián)組秤后可分別檢查每個傳感器的狀態(tài)，便于故障診斷。首秦公司現(xiàn)在使用的數(shù)字式傳感器為大和公司生產的YCCA-Ⅱ-D型，單只傳感器承載量為50000kg。最初，首秦公司的汽車衡及軌道衡所使用的均為模擬式傳感器，設備工作狀態(tài)不穩(wěn)定，每次出現(xiàn)問題很難判斷是哪一只傳感器有問題，只能通過打開接線盒檢查每一根傳感器的信號情況，用排除法逐個進行檢查，花費很長時間才能找到有問題的傳感器。問題解決后還要聯(lián)系質監(jiān)局的檢定人員進行檢定，檢定費用從正常的一年兩次也變?yōu)槎啻?，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(shù)字化的改造以后，以前出現(xiàn)過的諸多問題都已經解決，設備狀態(tài)良好，運行比較穩(wěn)定，即使在二期工程投產后，公司每日的進料量比以前增加了1倍的情況下，數(shù)字式傳感器的狀態(tài)仍非常穩(wěn)定，沒有出現(xiàn)過任何問題，充分證明了數(shù)字式傳感器的優(yōu)越性能及其在實際生產中起到的重要作用。

三、數(shù)字接線盒

數(shù)字接線盒是英文Digital J-Box的中文名稱，沿用了模擬傳感器的“J-BOX”接線盒名稱。模擬傳感器的接線盒是真正起接線作用的器件，而一般數(shù)字接線盒除沒有顯示功能外，包含了稱重顯示器的基本功能：放大、數(shù)/模變換和數(shù)據傳輸，數(shù)字接線盒也可視為沒有顯示器的稱重顯示器。另外，現(xiàn)今的一些數(shù)字接線盒也可顯示稱重值。因此，數(shù)字接線盒和稱重顯示器并無明確的界線。但與工業(yè)中使用的稱重控制儀相比，數(shù)字接線盒只有通信接口，而沒有控制信號的輸入口和輸出口，只通過通信接口RS485或RS232連到專用的顯示器或計算機。數(shù)字接線盒和數(shù)字傳感器的出現(xiàn)，雖然從表面上看與過去的模擬結構沒有多大區(qū)別，但在理念上確有進步。

四、分析與討論

數(shù)字系統(tǒng)可以得到每只傳感器的原始稱重信號，并可對每一傳感器各自尋址。這樣可對每一只傳感器的稱重狀態(tài)進行監(jiān)測和分析，實現(xiàn)了在線故障的檢測;在不影響校準的情況下更換傳感器;以及在多只傳感器系統(tǒng)中，當有一只傳感器發(fā)生故障時，仍可根據該傳感器以往的信息，在不更換該傳感器的情況下，使系統(tǒng)在保證一定準確度的情況下繼續(xù)工作。這對配料系統(tǒng)的情況具有很重要的意義，而這些功能是將傳感器并聯(lián)使用的模擬系統(tǒng)所不能實現(xiàn)的。

數(shù)字系統(tǒng)的最主要的特點：第一，每只傳感器具有各自的地址，可通過RS485等通信接口查詢單個傳感器的工作狀態(tài)。第二，可以直接獲得每只傳感器的原始輸出信號，而不是得到一個由多只傳感器并聯(lián)組合在一起的無物理量相對應的未知模擬信號。正是有了這兩大特點，才使數(shù)字系統(tǒng)真正實現(xiàn)了探測、辨認、診斷等“智能”化功能。第三，能對傳感器實現(xiàn)數(shù)字化的軟件補償(如溫度、線性、蠕變等)。從原理上講，只要傳感器的穩(wěn)定性好，就可以經過軟件實現(xiàn)理想的補償。這種方法在對傳感器的補償方面早已得到證明，因此可將傳感器的制造精力主要放在穩(wěn)定性上