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数字式称量传感器的应用

2020-06-29

数字式称量传感器的应用为了适应动态测量的需要,在称重系统中作为系统输入端的传感器至关重要。特别在需要智能化的场合,传感器的直接或间接数安化已必不可少,此时测量不确定度和测量速度往往是一对矛盾,两者很难兼得,而需根据实际情况作折衷选择。在称重领域,我国目前大量生产和应用的都是传统的模拟式传感器,模拟信号的输出较小。以生产量、采用电阻应变原理的称重传感器为例,一般输出为30-40mV。故其信号易受射频干扰,电缆传输距离也短,通常在10m以内。  在使用多个传感器并联的容器称重系统(料斗秤式配料秤)、平台称重系统或秤桥(汽车衡轨道衡)中,利用数字系统可实现“自校准”。这是因为多通道的数字传感器系统,不存在阻抗匹配问题。用户输入各传感器的地址、秤量和灵敏度,即可自动进行秤的“四角”或“边角”平衡,不必一次次地反复调整信。而在模拟系统中多个传感器关联接线后,每个传感器的特性就不再是可辨别的了,校准时需在每一个传感器上施加砝码并利用接线盒中的分压器进行调整。由于调整时存在着交互作用,因而反复多次。在数字系统中,则允许分别复核作为单体的每一个传感器。因此,校准装有数字传感器系统的所有花费的时间,仅为模拟系统的1/4。  利用数字系统可以实现“自诊断”,即诊断程序连续地检查各传感器信号是否中断、输出是否明显超出范围等。若有问题,在仪表或控制器面板上会自动显示或报警,用户利用面板上的键即可寻找各个传感器,独立地确定问题原因并进行故障排除。这种直觉诊断和故障排除能力,对用户显然是一种重要优点,而在模拟传感器系统中则是很难忘以低成本实现的。  在称重领域中,典型模拟传感器系统的模数变换器的分辨力为16比特,即有50000个可用计数;而数字系统中每一个传感器的分辨率为20比特,即有1000 000个可用计数。所以,一个装有4个数字传感器的系统即可提供4000 000个计数的分辨率。这种高分辨率的优点,特别适用于秤架自重大而被称物重量小的场合。例如:在配料称重系统中,有时配方中某种物料仅占很小比例,但准确度要求却仍然很高。这在传统的模拟系统中同样是很难实现的。

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