- 淺談數字式稱重傳感器的優越性
- 來源：賽斯維傳感器網 發表于 2012/11/12
數字式傳感器和數字式儀表技術的發展已逐漸成為稱重技術領域的新寵，其以調試簡便高效、適應現場能力強等優勢正在稱重技術領域嶄露頭角。以前首秦公司使用的均為模擬式傳感器，現在汽車衡及靜態軌道衡已經全部更新為數字式傳感器。
一、數字式汽車衡與模擬式汽車衡的區別
數字式汽車衡因為采用數字稱重技術，構成方式與傳統的模擬汽車衡存在較大差異。首先，數字式汽車衡的儀表(或計算機)和傳感器之間的接口屬于數字通信接口(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，由于數字式汽車衡接收的是數字信號， 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， 決定了數字式汽車衡在安裝調試時存在諸多優越于模擬式汽車衡的地方，在安裝和使用上更加便利。
二、數字式傳感器及其特點
數字式傳感器系統是在傳統電阻應變式傳感器基礎上，結合現代微電子技術、微型計算機技術集成而發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)和數字化轉換模塊兩部分組成的。數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)和數字化溫度傳感器等。它具有以下特點：
首先， 數字式傳感器采用集成化的A/D轉換電路、數字化信號傳輸和數字濾波技術，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勢，在很大程度上提高了傳感器的穩定性。
其次，保密性好，具有防作弊功能，能有效防止遙控器作弊，一旦發現就會自動采取出錯報警，有力保障了數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，因此不容易被發現，給計量數據的安全性造成了極大的隱患。現在首秦公司的大型貿易衡器(除動態軌道衡外)已經全部進行了數字化改造，成為數字式汽車衡，從而使計量數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，多只傳感器并聯組秤后可分別檢查每個傳感器的狀態，便于故障診斷。首秦公司現在使用的數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，設備工作狀態不穩定，每次出現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。問題解決后還要聯系質監局的檢定人員進行檢定，檢定費用從正常的一年兩次也變為多次，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。自從進行了數字化的改造以后，以前出現過的諸多問題都已經解決，設備狀態良好，運行比較穩定，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， 數字式傳感器的狀態仍非常穩定，沒有出現過任何問題，充分證明了數字式傳感器的優越性能及其在實際生產中起到的重要作用。
三、數字接線盒
數字接線盒是英文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/模變換和數據傳輸，數字接線盒也可視為沒有顯示器的稱重顯示器。另外，現今的一些數字接線盒也可顯示稱重值。因此，數字接線盒和稱重顯示器并無明確的界線。但與工業中使用的稱重控制儀相比， 數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。數字接線盒和數字傳感器的出現，雖然從表面上看與過去的模擬結構沒有多大區別，但在理念上確有進步。
四、分析與討論
數字系統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進行監測和分析，實現了在線故障的檢測;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中，當有一只傳感器發生故障時，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，使系統在保證一定準確度的情況下繼續工作。這對配料系統的情況具有很重要的意義，而這些功能是將傳感器并聯使用的模擬系統所不能實現的。
數字系統的最主要的特點：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。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，才使數字系統真正實現了探測、辨認、診斷等“智能”化功能。第三，能對傳感器實現數字化的軟件補償(如溫度、線性、蠕變等)。從原理上講，只要傳感器的穩定性好，就可以經過軟件實現理想的補償。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定性上。
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