一、傳感器的選擇

一般來說，多大噸位的秤就應該選擇多大噸位的傳 感器。但是在實際應用中，通常規定靜態時衡器的最大 載荷為：

靜態時衡器的最大載荷=70%)傳感器的額定載荷X 傳感器的個數

這是由于秤體自重的存在和動態時汽車上秤的振 動、沖擊、偏載等原因，使部分傳感器瞬時承受比實際載 荷多出10%_40%的重量，有時甚至超出傳感器的額定 載荷，使當次稱量的準確度下降。為了使傳感器在額定 載荷內工作，可以人為規定70%的系數。規定一個上限， 有助于提高秤體的準確性。表1為允許過衡車輛的軸載。

表1允許過衡車輛的軸載

軸載指汽車后軸含軸組）總載荷。汽車衡允許過 衡軸載與傳感器額定載荷、傳感器支點距離等因素有關。

實際選擇中’還要考慮傳感器的技術參數，尤其是靈敏度。

首先分析一下靈敏度的定義現討論同一靈敏度的 傳感器，以2mV/V為例），額定載荷下，傳感器的最大輸 出信號差mV)與激勵電壓V)的比值，單位是mV/V。其 意義在于傳感器和稱重儀表的標準化、統一化。

以QS系列稱重傳感器和XK3190-D9儀表為例來說明。

QS-30T-A，靈敏度為2.0mV/V;D9儀表輸出激勵電 壓為8V。

可以計算，30t載荷狀態下，傳感器輸出差模信號 Ui +)-Ui - )=2mV/V)V=1.6mV，同樣，20t、40t 等傳 感器額定載荷下的輸出均為1.6mV。

多傳感器使用時，把所有傳感器的輸出信號并入接 線盒中，由接線盒輸出兩根差模信號線俗稱進機線” 到儀表。為確定所選擇的傳感器是否正確，給出了下面 的計算公式。值得注意的是，進機線的信號是多傳感器 信號平均值而非累加值。

秤體滿載時額定凈輸入信號毫伏)U U=SXVX3/CXl

式中:S?秤體量程，kg V?傳感器激勵電壓’ V; O??傳感器靈敏度，mV/VC————傳感器量程額定載 荷），kg;R?使用的傳感器數據，這里表示并聯電壓 回路數量。

當U/儀表分度值 > 儀表輸入靈敏度時，可判為合格。

二、顯示儀表的選擇

稱重儀表的內部結構包括：放大電路、A/D轉換、 單片機以及和單片機相連的控制面板、顯示部分、打 印部分和串型通訊部分。本文討論的是其模擬信號及 量化部分，即輸入信號和其中的放大電路、A/D部分的 關系。

1.集成運算放大器

稱重儀表采用的放大器均為高精度集成運放如 OP177、OP277、MAX422等），具有高分貝、低失調、低溫 漂、高共模抑制比等特點。傳感器輸出的差模信號正極 與運放的同相輸入端相連Up，負極和運放的反相輸入端 相連UN，運放的同相與反相輸入電阻均為艮，反饋電阻 Rf，則減法運算后輸出電壓廿。=Rf/R^XUp-UN)，增益 Av=Rf/Ri。調整反饋電阻使U。和A/D轉換器的模擬信號電 壓等級相匹配。由于儀表中運放采用幾乎固定的增益 和A/D模擬輸入信號范圍，根據上式得出儀表的最大輸 入信號范圍^為：

u,=Up- Un= A/d模擬信號范圍)/運放增益）

2.模擬-數字轉換器

稱重儀表中多采用16位S- AAD芯片，理論上能 把采集來的模擬信號上面論述的U)作216 65536)等 份。以基準電壓對照，每一份模擬信號&=1/65536)對應 一個數字量，這樣就實現了模數轉換的功能。在無其他 因素限制時，可以把A/D的輸出信號看成儀表內碼的變 換范圍。

把運放和A/D放在一起考慮，不難得出以下結論：

儀表的A/D可以看成是等分其額定輸入信號范圍 的。實際使用中的輸入信號往往很難接近其額定輸入 信號，甚至有的達不到儀表輸入信號范圍的一半，這樣 不利于整個產品的準確度，也浪費了儀表的資源。當然, 有用信號被等分得越多越好，這樣可以提高產品的準確 度和可調性。

三、實例選配

現在以SCS>40地磅為例來說明如何合理選配。

要求解析:衡器的最大秤量值為40t，單節，4傳感器。

按要求，現在傳感器中可以選配的有101151201

傳1.感器選配10t 10tX4=40t

理論上可行，正好完全利用，但是考慮到秤體自重 及汽車的沖力、超載等因素，我們不能選用可能超出額 定載荷的傳感器。

2.傳感器選配15t 15tX4=60t>40t

60tX70%=42t>40t此處也為臨界狀態，由于70%為 安全使用系數，此處可以通過）。

40000kg X^V>2mV/V)/ 15000kg Xt)=10mV C3等級分度數為3000 則 10mV/3000=3.33 uV/d 這里取U=8V

3.33 uV/d在現有多數儀表的輸入靈敏度指標內，可 以選用。

3.傳感器選配20t 20tX4=80t>40t 80tX70%=56t>40t

40000kgX^V>2mV/V)/ 20000kgXO=8mV C3等級分度數為3000 貝ij8mV/3000=2.67 uV/d 這里取U=8V

2.67 uV/d在現有多數儀表的輸入靈敏度指標內，可 以選用。

綜合考慮上述第2節-第3節，第2節中最大凈輸入 信號為10mV，第3節中最大凈輸入信號為8mV，即第2 節中有用信號要多一些。儀表的凈輸入信號范圍和反 相輸入模信號均大于第2節-第3節的范圍一般反相 輸入略小于同相輸入的值）。但是第2節對儀表的利用 率要比第3節高一些，即內碼的識別能力要好一些。同 理，應盡量選擇信號范圍接近傳感器信號變化最大值 的儀表。

根據以上分析，我們用15t傳感器。當然，如果暫時 沒有15t傳感器，20t的也可以，但不要選擇額定載荷更 大的傳感器如30t、40t)，因為那樣會減少可調性和儀 表的準確度，給檢秤工作帶來不必要的麻煩。

在通常的情況下，衡器的配置由任務來確定，稱重 技術的可行性將影響最終的設計方案。對傳感器和顯 示儀表技術性的深入理解，對選配高質量的衡器有很大 的幫助。