許昌職業(yè)技術(shù)學院 張貴明 巢淑娟
數(shù)字稱重傳感器是將傳統(tǒng)應(yīng)變式稱重傳感器與現(xiàn)代電子技術(shù)及計算機軟件技術(shù)相集成而發(fā)展起來的新型電子稱量技術(shù)。是一種基于傳統(tǒng)模擬稱重傳感器之上發(fā)展構(gòu)建的新型技術(shù)模式,具有較高的可靠性、防雷性與抗干擾性,內(nèi)核的保護電路可對系統(tǒng)故障進行報警提示,同時具有較好的一致性,免于標定,可進行不間斷的連續(xù)工作,能較容易地調(diào)整角差,傳輸距離較傳統(tǒng)傳感器更長,其通訊速度更加快捷,具有顯著的防作弊效果,且具有使用成本較低維護便利等優(yōu)勢特征。隨著電子技術(shù)、計算機信息技術(shù)及制造技術(shù)的發(fā)展,提升了電子衡器的高新技術(shù)品質(zhì),使其調(diào)試更方便,通訊更快捷,智能化程度更高,抗干擾能力更強。
電子技術(shù)的發(fā)展加快了衡器數(shù)字化進程,但電子衡器仍處在模擬電子技術(shù)水平。在數(shù)字稱重傳感器與稱重儀表產(chǎn)品開發(fā)過程中,模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換技術(shù)及軟件自動化補償技術(shù)重復(fù)、混亂使用,造成器件資源浪費,外圍電路增加,且系統(tǒng)軟件不完善、不統(tǒng)一,而且增加產(chǎn)品成本,不能真正實現(xiàn)智能化、微型化、低功耗,高可靠性的目的。綜合數(shù)字傳感器技術(shù)與數(shù)字顯示器技術(shù)的具有三電一體化(機電、電子、微電子)高新技術(shù)衡器產(chǎn)品——單片機式稱重傳感顯示控制器便會應(yīng)運而生,它將為衡器稱重技術(shù)開辟數(shù)字化領(lǐng)域新途徑。
模擬稱重傳感器工作原理為電阻應(yīng)變轉(zhuǎn)換,因而決定了其輸出的固有模擬信號較小,且不能傳輸較長距離,易受到外界因素的干擾,并且調(diào)試與安裝也較為不便基于傳統(tǒng)稱重傳感器的諸多弊端,人們始終在探究一種全新的稱重傳感器技術(shù),首先在傳感器內(nèi)部內(nèi)置了放大A/D轉(zhuǎn)換電路,即在模擬式傳感器的基礎(chǔ)上架設(shè)了數(shù)字變送裝置,創(chuàng)立了數(shù)字稱重傳感器雛形,令模擬稱重傳感器傳輸信號小距離短易受干擾等缺點得到良好的改善。前一代數(shù)字稱重傳感器之上增添了智能化軟件補償功能,也稱為智能化數(shù)字稱重傳感器。該技術(shù)通過良好的工藝與數(shù)字電路補償,實現(xiàn)了滯后線性與蠕變的良性補償,內(nèi)部設(shè)置的溫度傳感器可通過具有補償功能的軟件實現(xiàn)實時的溫度補償,且實現(xiàn)地址可調(diào)功能,應(yīng)用及互換較為便利,可進行遠程的系統(tǒng)診斷與自我矯正。其數(shù)字變送、模擬軟件補償與自控智能化軟件等功能,全面實現(xiàn)了功能敏捷可準確檢測與處理稱重信號實現(xiàn)雙向通信邏輯判斷循環(huán)自判斷與自檢閉環(huán)控制自動補償校正自動化計算等高科技目標,同時其既可以為整體的集成結(jié)構(gòu),也可為分離的模塊結(jié)構(gòu),全面適用于各類閉環(huán)智能化控制多分量測量動態(tài)高速數(shù)字信號處理以及數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)通訊等現(xiàn)代化服務(wù)應(yīng)用等方面。
數(shù)字傳感器推廣應(yīng)用在不同行業(yè)里發(fā)掘培養(yǎng)出眾多用戶,有時也對個別性能指標作出調(diào)整,強化某個指標,也可能砍掉某種功能,以適應(yīng)市場的現(xiàn)實要求。
用傳感器首先要考慮傳感器所處的實際工作環(huán)境,這點對正確選用傳感器至關(guān)重要,它關(guān)系到傳感器能否正常工作以及它的安全和使用壽命,乃至整個衡器的可靠性和安全性。
傳感器量程的選擇可依據(jù)秤的最大稱量值、選用傳感器的個數(shù)、秤體的自重、可能產(chǎn)生的最大偏載及動載等因素綜合評價來確定。一般來說,傳感器的量程越接近分配到每個傳感器的載荷,其稱量的準確度就越高。但在實際使用時,由于加在傳感器上的載荷除被稱物體外,還存在秤體自重、皮重、偏載及振動沖擊等載荷,因此選用傳感器量程時,要考慮諸多方面的因素,保證傳感器的安全和壽命。
傳感器的準確度等級包括傳感器的非線形、蠕變,蠕變恢復(fù)、滯后、重復(fù)性、靈敏度等技術(shù)指標。在選用傳感器的時候,不要單純追求高等級的傳感器,而既要考慮滿足電子秤的準確度要求,又要考慮其成本。
數(shù)字稱重傳感器和數(shù)字計量儀表技術(shù)的發(fā)展已逐漸成為稱重技術(shù)領(lǐng)域的新寵,其以調(diào)試簡便高效、適應(yīng)現(xiàn)場能力強等優(yōu)勢正在該領(lǐng)域嶄露頭角。數(shù)字稱重傳感器跟線纜連接采用標準插頭,既保證了防護等級,而且更換傳感器或者電纜非常方便,同時由于它的輸出的數(shù)字量,不受電纜長度的影響。而模擬量傳感器它的溫度補償是同電纜線一起的,電纜損壞后隨意連接會造成誤差,所以很多傳感器都是帶線纜連接一起,更換的時候還需要重新穿線,使用起來非常不方便?,F(xiàn)在看來,雖然數(shù)字傳感器比模擬傳感器多了電路板,但是在使用過程中無須標定,調(diào)試時間也會大為減少,可靠性更高,還具有自診斷功能,對于一些生產(chǎn)不能停工的單位,它還能保證不間斷工作,節(jié)約了生產(chǎn)成本,所以總的來說,它使用的整體成本比模擬量傳感器還低。
目前,數(shù)字式稱重傳感器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電子汽車衡、電子軌道衡以及電子皮帶秤等各種電子衡器中。近年來,又在數(shù)字化稱重傳感器的基礎(chǔ)上,研究與實踐數(shù)字式智能化電路。數(shù)字補償技術(shù)與數(shù)字補償工藝,開發(fā)整體型數(shù)字式智能稱重傳感器和分離型模塊化數(shù)字稱重傳感器系統(tǒng),已經(jīng)取得了階段性成果??梢灶A(yù)計,很快就會在電子衡器數(shù)字化和數(shù)字稱重系統(tǒng)中,見到國產(chǎn)的數(shù)字式智能稱重傳感器和模塊化數(shù)字式稱重傳感器系統(tǒng)。
[1]張延溫.淺談數(shù)字稱重傳感器的技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].綜述論壇,2004.
[2]彭曉峰.數(shù)字稱重傳感器應(yīng)用[J].實踐.經(jīng)驗,2008.
[3]賈東輝.數(shù)字稱重傳感器的發(fā)展及其應(yīng)用探討[J].裝備應(yīng)用與研究,2011.
[4]崔偉,盧金龍.談?wù)勅绾芜x用稱重傳感器[J].儀器儀表用戶,2004.