一、引言

現(xiàn)代信息技術(shù)是信息的采集、傳輸 和處理技術(shù)，即傳感技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì) 算機(jī)技術(shù)，它們分別構(gòu)成了信息技術(shù)系 統(tǒng)的“感官”、“神經(jīng)”和“大腦”。信息采集 系統(tǒng)的首要部件是傳感器，且置于系統(tǒng) 的最前端。稱重傳感器被稱為電子衡器 中的心臟部件。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā) 展，由稱重傳感器制作的電子衡器也已 廣泛地應(yīng)用到各行各業(yè)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)物料 的快速、準(zhǔn)確的稱量。特別是隨著微處理 機(jī)的出現(xiàn)，工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化程度化 的不斷提高，稱重傳感器已成為過(guò)程控 制中的一種必需的裝置。目前，稱重傳感 器幾乎運(yùn)用到了所有的稱重領(lǐng)域。在這 里以SCS全電子地磅為例談?wù)劮Q重傳 感器的構(gòu)成、原理、現(xiàn)場(chǎng)使用和調(diào)試。

二、構(gòu)成和工作原理

1.系統(tǒng)構(gòu)成。SCS全電子地磅主要 由稱重顯示儀表、稱重傳感器、秤體等三 大部分構(gòu)成。其中，秤體是被稱物體與轉(zhuǎn) 換元件之間的機(jī)械傳力復(fù)位系統(tǒng)，包括 接受被稱物體載荷的承載器、傳力復(fù)位 機(jī)構(gòu)、限位裝置等，是地磅的主要承載 部件，起到了承受物體重量的作用。秤臺(tái) 和傳力機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)將物體的重量準(zhǔn)確的傳 遞給稱重傳感器。稱重傳感器位于秤臺(tái) 和基礎(chǔ)之間，將被稱物體的重量按一定 的函數(shù)關(guān)系轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)，通過(guò) 接線盒信號(hào)電纜輸出到稱重顯示儀表。經(jīng)處理后儀表直接顯示被稱物體的重 量。

2.工作原理。當(dāng)稱重物體或載重汽 車停放在枰臺(tái)上，載荷通過(guò)秤體將重量 傳遞給稱重傳感器，稱重傳感器將重量 轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的mV級(jí)電信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)前 置放大、濾波、A/D轉(zhuǎn)換。由微處理器(單 片機(jī))對(duì)信號(hào)處理后，數(shù)字顯示部位直接 顯示稱重值。

三、現(xiàn)場(chǎng)使用和調(diào)試

以全電子地磅為例，我國(guó)稱重傳 感器的現(xiàn)場(chǎng)使用和調(diào)試中主要存在下列 幾種情況：地基和秤體的處理，傳感器選 擇，標(biāo)定以及角差的調(diào)節(jié)，傳感器的各類 故障檢測(cè)和排除，稱重儀表的選擇和故 障檢測(cè)等。

1.傳感器的準(zhǔn)確度等級(jí)

R60《稱重傳感器》國(guó)際建議將傳感 器分為四個(gè)準(zhǔn)確度等級(jí)：A級(jí)、B級(jí)、C級(jí)、 D級(jí)。

確定準(zhǔn)確度等級(jí)的傳感器最大分度 數(shù)以1 000為單位表示。

2.地基和秤體的處理

SCS全電子地磅的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)分為 無(wú)基坑和淺基坑兩種，施工中應(yīng)滿足下 列要求：基礎(chǔ)的地耐力不低于98KPa;基 礎(chǔ)必須挖到凍土層以下；有必要有排水 溝道的必須修排水溝道。磅房?jī)?nèi)必須設(shè) 置一根接地樁，接地電阻必須小于4歐 姆。

對(duì)于配置防浪涌保護(hù)裝置的地磅 和配置防爆裝置的汽車衡有更加嚴(yán)格的 要求，基礎(chǔ)施工時(shí)必須嚴(yán)格按照提供的 指標(biāo)完成，否則將達(dá)不到防浪涌保護(hù)和 防爆的要求。

秤體安裝中應(yīng)注意的問(wèn)題是安裝限 位螺栓和調(diào)整限位間隙。安裝時(shí)必須做 到限位間隙達(dá)到2?3mm,然后必須擰緊 螺母。傳感器的安裝必須遵循傳感器廠 家提供的安裝方法。安裝好的秤臺(tái)用水 準(zhǔn)儀檢查是否水平。同時(shí)檢查和校正秤 臺(tái)四周的間隙，使之達(dá)到安裝要求。

3.傳感器選擇

稱重傳感器在選用時(shí)要考慮到很多 因素，實(shí)際的使用當(dāng)中要從下列幾個(gè)因 素考慮。另外，稱重傳感器的靈敏度、最 大分度數(shù)、最小檢定分度值等也是傳感 器選用中必須考慮的指標(biāo)

⑴使用環(huán)境。稱重傳感器實(shí)際上是 一種將質(zhì)量信號(hào)轉(zhuǎn)換成可測(cè)量的電信號(hào) 輸出裝置。用傳感器首先要考慮傳感器 所處的實(shí)際工作環(huán)境，這點(diǎn)對(duì)于正確選 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(gè)衡器的可靠性和安全性。一般 情況下，高溫環(huán)境對(duì)傳感器造成涂覆材 料融化、焊點(diǎn)開化、彈性體內(nèi)應(yīng)力發(fā)生結(jié) 構(gòu)變化等問(wèn)題；粉塵、潮濕對(duì)傳感器造成 短路的影響；在腐蝕性較高的環(huán)境下會(huì) 造成傳感器彈性體受損或產(chǎn)生短路現(xiàn) 象；電磁場(chǎng)對(duì)傳感器輸出會(huì)產(chǎn)生干擾。相 應(yīng)的環(huán)境因素下我們必須選擇對(duì)應(yīng)的傳 感器才能滿足必要的稱重要求。

(2)傳感器的數(shù)量和量程。傳感器數(shù) 量的選擇是根據(jù)電子衡器的用途、秤體 需要支撐的點(diǎn)數(shù)（支撐點(diǎn)數(shù)應(yīng)根據(jù)秤體 幾何重心和實(shí)際重心重合的原則而確 定)而定。一般來(lái)說(shuō)秤體有幾個(gè)支撐點(diǎn)就 選用幾只傳感器。

傳感器的量程選擇可依據(jù)枰的最大 稱量值、選用傳感器的個(gè)數(shù)、秤體自重、 可產(chǎn)生的最大偏載及動(dòng)載因素綜合評(píng)價(jià) 來(lái)決定。一般來(lái)講，傳感器的量程越接近 分配到每個(gè)傳感器的載荷，其稱量的準(zhǔn) 確度就越高。但是在實(shí)際的使用當(dāng)中，由 于加在傳感器上的載荷除被稱物體外， 還存在枰體自重、皮重、偏載及振動(dòng)沖擊 等載荷，因此選用傳感器時(shí)，要考慮諸多方面的因素，保證傳感器的安全和壽命。

（3）各種類型傳感器的使用范圍。傳 感器形式的選擇主要取決于稱重的類型 和安裝空間，保證安裝合適，稱重安全可 靠；另一方面要考慮廠家的建議。

（4）傳感器的準(zhǔn)確度等級(jí)選擇。傳感 器的準(zhǔn)確度等級(jí)包括傳感器的非線性、 蠕變、重復(fù)性、滯后、靈敏度等技術(shù)指標(biāo)。 在選用的時(shí)候不應(yīng)該盲目追求高等級(jí)的 傳感器，應(yīng)該考慮電子衡的準(zhǔn)確度等級(jí) 和成本。一般情況下，選用傳感器的總精 度為非線性、不重復(fù)性和滯后三項(xiàng)指標(biāo) 的之和的均方根值略高于秤的精度。

在檢定過(guò)程中應(yīng)該注意這樣幾個(gè)問(wèn)題：

1)選擇能達(dá)到稱量要求和功能的稱 重顯不儀表；2)零位跟蹤功能在檢定中 應(yīng)該取消，檢定前應(yīng)確定零中心位置；3) 按準(zhǔn)確度等級(jí)中3個(gè)稱量段的相應(yīng)誤差 帶檢定時(shí)，應(yīng)將空枰、最小稱量和3個(gè)誤 差轉(zhuǎn)折點(diǎn)及兩個(gè)測(cè)試點(diǎn)，共七個(gè)稱量點(diǎn) 包括進(jìn)去;4)各個(gè)稱量點(diǎn)的誤差應(yīng)按下 列公式進(jìn)行計(jì)算：S=L-M+0.5e-厶M式

中：L 實(shí)阮顯7K值，M 標(biāo)準(zhǔn)載荷

(砝碼)值，e——檢定分度值，AM——到 下一個(gè)閃變時(shí)的加載值。

（5）傳感器的各類故障檢測(cè)和排除。 對(duì)于全電子汽車衡來(lái)講，故障處理應(yīng)遵 循這樣的步驟：

觀察(故障觀察)——分析(故障原因；) ——檢測(cè)（為故障判斷提供依據(jù)或?qū)ε?/span> 斷結(jié)果加以驗(yàn)證)——修復(fù)(修理或更換） ——檢定（系統(tǒng)調(diào)試后對(duì)其計(jì)量性能進(jìn) 行測(cè)試)。可根據(jù)實(shí)際情況選用下列方法 判斷：直觀法、替代法、比較法、插拔法、 代碼診斷法。

就稱重傳感器自身的特點(diǎn)通過(guò)下列 方法檢測(cè)、判斷和驗(yàn)證：

1）阻抗判別法：逐個(gè)將傳感器的兩 根輸出線、輸入線拆掉，用萬(wàn)用表測(cè)試輸 出、輸入阻抗和信號(hào)電纜各芯線與屏蔽 層間的絕緣電阻。如果測(cè)試結(jié)果達(dá)不到 合格證上的數(shù)值，即可判斷為故障傳感器；

2）信號(hào)輸出判斷：如果阻抗法無(wú)法 判斷傳感器的好壞，可用此法做進(jìn)一步 檢查。先給儀表通電，將傳感器的輸出線 拆掉。在空秤下用萬(wàn)用表測(cè)量其Mv輸出 值。假設(shè)額定激勵(lì)電壓為U(v),傳感器的 靈敏度為M(Mv/V)，傳感器的額定載荷F (kg)，那么每個(gè)傳感器的輸出為UxMxK+ F(Mv)。如果那一只的輸出值超出該計(jì)算 值過(guò)大（理想情況下不存在偏載時(shí)應(yīng)該 相等）或不穩(wěn)定，即可判斷傳感器有故 障。