爱游戏下载app:数字式智能称重传感器原理及特点

　　在电子衡器的应用中，称重传感器的准确度、稳定性和可靠性至关重要。长期以来，这方面的研究工作绝大多数都集中在硬件方面，优化结构设计，改进制造工艺，完善电路补偿技术与装备等，但都没有根本性的突破，模拟式称重传感器输送信号小，抗力差，传输距离短，称重显示控制仪表复杂，并联组秤调试难度大等问题依然存在。

　　随着科学技术的进步，特别是数字技术和信息技术的发展，在称重计量与自动化控制管理系统中，数字化、智能化电子衡器的愈来愈多。把现代电子技术、微处理技术、数字补偿技术与传统的应变式称重传感器技术相结合，在模拟式称重传感器的内部增加放大、滤波、A/D转化，微处理器芯片，温度传感器等器件；采用数字处理电路和数字补偿技术与工艺，制造出数字式智能称重传感器和数字式的称重仪表。数字式称重传感器输出信号大，一般为5V;抗射频电磁场辐射等力强；信号传输距离远，可达1000m;安装调试方便；容易实现智能化控制。

　　数字式智能称重传感器，其输入为模拟量，即称重传感器惠斯通电桥电路的电压信号，输出为数字量，以数字信号进行数据交换。在硬件结构上，一般由模拟式称重传感器和数字处理电路两个部分所组成。数字处理电路在模拟式称重传感器内部为整体型，安装在外部模拟盒内为分离型。数字处理电路采取了高度集成化的微电子集成电路，最重要的包含：信号放大器、模拟（A/D）转化器、微处理器（CPU）、存储器、通讯接口和温度传感元件等。在软件上,一般利用特定的数学模型和数学处理技术对传感器的零点、输出特性、温度特性、线性、滞后、蠕变等性能指标进行软件修正和补偿。数字式智能传感器原理结构图如下图所示：

　　（1）数字补偿技术：根据不一样的传感器物理特性建立起准确、可靠的数学模型利用数字处理技术对传感器的线性、滞后、蠕变和温度特性进行全自动软件补偿，数字传感器与模拟传感器相比克服了采用模拟量的随机性误差，消除了人的因素的影响，同时大幅度的提升了传感器的精度和可靠性。

　　（2）软件校正技术:由于采用了模拟传感电路和数字处理电路一体化的结构设计，数字传感器的零点和输出特性能够最终靠软件自动校正，确保输出特性的一致性，大幅度的提升了应用不同传感器的互换性，还能够最终靠软件的方式来进行自动角调整，安装，调试，检定非常方便。

　　（3）数字化信息输送技术：采用标准的数字信号传输技术，抗力强，信号输送稳定可靠，距离远，如采用RS485通讯，最多可达1200mm.而且采用标准化的通讯协议可直接与计算机或控制总线)

　　（5）现场特性：由于采用数字双向、多接入的串行通讯，使数据采集和数据控制在现场得以实现。只要输入数字式称重传感器的地址、称量和灵敏度，即可自动进行四角或边角平衡调整，并可进行无砝码校准。

　　整体型数字式称重传感器以其处理和存储数字信号容易，输送型号大；分辨率比较高；一般为20-bit,可用计数高达1000000；准确度高、稳定性高、抗感染能力强，输送距离远；可采用软件运算方法调整四角误差，利用数字系统实现自校准，并可进行无砝码标定等特点，大范围的应用与数字称重系统、数字化电子衡器、具有大的死载、小的活载的特殊电子衡器和超大量程的电子汽车衡等，但是缺点也比较突出，由于内部增加了数字处理电路和温度传感器等，使得电子元件由11个增加到60多个，焊点也30多个增加到350多个，因而称重传感器的稳定性和可靠性必然会降低。内部的电子元件决定了工作时候的温度范围小，一般为-10~40℃.如需要在-10℃一下工作时，应选用低温元器件，其成本将增加数倍。

　　为克服整体型数字式称重传感器应用场景范围的局限性，满足市场需求，美国STS公司于1992年推出分离型2200型系统数字式称重传感器。它是将原来放置在称重传感器内部的A/D转换数字处理电路，移至一个外部接线盒内，称之为数字接线盒。通常将模拟式称重传感器加数字接线盒的模式，称为模块化数字称重传感器系统，它既保留了模拟称重传感器的各项性能指标，有具备整体数字式称重传感器的所以功能和特点，限度的改善了A/D转化数字处理电路的工作环境。模拟式称重传感器能在-40~70℃环境下正常工作，配以数字接线盒可使模块化数字称重传感器系统能较宽的温度范围内工作，与整体型相比，分离型模块化数字称重传感器系统的稳定性和可靠性都有较大的提高。

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