數字式稱重傳感器在電子汽車衡上的應用

董麗亞

（山西科林礦山檢測技術有限責任公司，山西 陽泉 045000）

引言

目前，電子汽車衡上大多采用的是模擬式稱重傳感器，其在工作過程中極易受到外界各種因素的影響，導致其測量數據不穩定，并且一旦出現問題，需要耗費大量的時間進行檢修，嚴重影響工作效率[1]。另外，更換傳感器后還要聯系質檢部門重新進行檢定方可使用，這對人力、物力、財力都造成了很大的浪費。而數字式稱重傳感器具有運行狀態穩定、可靠性高，防作弊效果顯著的特點。

1 數字式稱重傳感器的工作原理及性能參數

數字式稱重傳感器系統是由傳統的電阻應變式發展而來的，其中融合了當前先進的微電子和微型計算機技術，促進了稱重工作效率的不斷提高。

數字式稱重傳感器主要是由模擬傳感器和數字化轉換模塊按照一定的結構形式構成的，能夠滿足多種不同稱重方式的要求。其中，數字模塊在本質上是一種電子電路，其具有非常高的集成度，為了實現快速稱重的目的，通過SMT 貼裝技術將放大器、A/D轉換器以及微處理器等相應的配件按照一定的連接方式構成，從而實現稱重目的[2]。

1.1 工作原理

1）在實際的稱重過程中，傳感器所測得的重量信息是以毫伏信號的形式進行傳輸的，通過應變器的處理后進一步傳輸至放大器的前端位置。為了保障信號的傳輸質量，盡可能降低傳輸過程中的誤差和電磁信號干擾，需要對傳輸導線的長度進行有效的控制，將其控制在8 mm 的范圍內。

2）模擬信號在超低噪音精密儀器中進行進一步的處理后，再經由其中的放大器進行放大處理后傳輸至A/D 轉換器。其內置的A/D 轉換器采用了當前精度最高的24 位轉換器，其工作時的分辨率高達0.6X10-9，能夠準確識別傳輸而來的所有信號，進而能夠將信號損耗限制在合理的范圍內，從而確保信號的高質量轉換[3]。

3）經過A/D 轉換器處理后的信號進一步傳輸至核心處理器CPU 處，其能夠對環境因素所造成的各種誤差進行系統全面的計算修正，確保測量數據能夠客觀真實地反映實際情況。

4）經過核心處理器CPU處理后的數據通過RS485接口進行輸出，該類型的接口具有非常優良的性能，最遠能夠傳輸到1.2 km，尤其是在惡劣的電磁干擾環境中還能確保信號的高質量傳輸。

1.2 主要性能參數（見表1）

表1 數字式稱重傳感器主要性能參數表

2 數字式稱重傳感器的特點

1）傳輸距離遠、通信速度快、防作弊效果顯著。相較于模擬式的傳感器而言，數字式傳感器采用數字新號進行傳輸，在其傳輸過程中的電頻非常高，通常是前者的百倍以上，這就大大提高了其抗干擾的能力和傳輸速度，進而能夠滿足惡劣環境中的傳輸需求。同時，其中還內置了相應的保密協議，在傳輸過程中一旦出現遙控器作弊的情況，就能及時發現并采取有效的控制措施，確保數據的安全傳輸[4]。

2）抗干擾能力強，可靠性高，防雷電性能好。數字式稱重傳感器具有非常廣泛的適應性，其防護等級高達IP68，在惡劣的環境中仍舊能夠正常運行，將各種外界干擾所造成的不利影響降到最低，確保信號的穩定傳輸。

3）免除標定。數字式稱重傳感器在生產中已經用標準的測力機進行了標定，它的輸出與標準值是對應的，由于它在傳輸過程中基本上沒有損耗，所以讀出的值就是實際測量值，可以省去標定這一環節。

4）角差調整方便容易。由數字式稱重傳感器組成的秤體，只要在各角加一遍載荷，即可計算出各點的角差系數，自動進行角差調整，免去了反復加載砝碼的麻煩，一遍加載即可完成角差調整，提高了效率。

3 數字式稱重傳感器的應用效果

數字式稱重傳感器主要是將每臺汽車衡的模擬式傳感器更換為D2002E 型數字式傳感器，使用專用的不銹鋼雙屏蔽電纜將現場數字傳感器進行相連，并配備成套的數字稱重顯示器。安裝完畢后通過現場調試，進行了準確的計量檢定，滿足了稱重計量要求，目前此系統一直工作穩定、計量準確。不難發現數字式稱重傳感器組秤具有方便快捷、抗干擾能力強、防雷性能好，工作可靠性高的優點[5]。

4 數字式稱重傳感器存在的問題

雖然數字式稱重傳感器的智能化程度有了很大提高，并具有自診斷功能，便于故障查找，但是如果數字式稱重傳感器或數字式稱重顯示器發生故障，由于各廠家通訊協議不同不能互換使用，因而迫切需要實現通訊協議標準化，以實現不同廠家的數字式稱重傳感器和數字式稱重顯示器的互換使用。

5 結語

數字式稱重傳感器具有非常優良的性能，能夠為稱重系統提供與每個數字傳感器之間通訊及故障診斷的能力。在電子汽車衡上采用先進的數字式智能稱重傳感器和數字式稱重顯示儀表，其整體性能更優，環境適應性更強，稱重智能化程度更高，可大大提升電子汽車衡的高新技術品質，使得電子汽車衡走上數字化的道路。