检测称重显示器用哪种方法和标准信号装置更适宜

　　1 称重显示器( 以下简称显示器) 概述

　　显示器作为电子衡器重要组成部分, 它不仅能将被称物的质量值迅速、准确地变成简单易读的数字形式, 而且能完成置零、零点跟踪、去皮、自检、校验等多种控制功能。随着微电子技术的进步, 单片机的推广普及, 显示器获得了飞快发展。它以自己内在潜力和优势, 适应了各种称重需要, 为电子衡器提高性能, 称重迈向自动化、智能化、做出了卓越贡献。显示器的旺盛生命力, 犹如一片绽放的花朵, 在仪表行业中迸发出应有的光彩。

　　1.1 主要类型

　　时下绝大多数显示器, 以量大面广的电阻应变式传感器( 以下简称传感器) 为服务对象。它们取自传感器输出电压信号, 经放大滤波、A/D 转换、运算处理等环节, 最后给出结果。这种模式是当前显示器的主要类型。从量限几公斤的计价秤到上百吨的汽车衡, 从吊秤到动态轨道衡, 从皮带秤到定量秤, 几乎都是它们占据。显示器早已被列为电子衡器独立配套产品, 不少厂家或公司专门组织研制生产、造声势、创名牌, 市场上比品种、论档次、争妍斗艳、繁荣景象万千。

　　1.2 基本特点

　　( 1) 符合电子衡器的计量要求: 显示器应以 kg·t等质量单位来标度; 分度值按 1、2、5 形式表述; 允差不大于相应电子衡器的二分之一; 在非自动衡器中,显示器的四个准确度等级与其相对应; 在自动或动态衡器中, 显示器的准确度等级除与其相对应外, 还要考虑到称量对象、称量过程、称量速度等影响因素,比较复杂。例如快速称量精度, 最好能达 0.1%左右。

　　( 2) 采用“电压比”测量技术: 显示器为供给传感器桥路能量, 内设激励电源, 一般选择价廉物美的集成稳压块来担当, 输出电流足够多只传感器并联使用要求, 同时采取四线接法, 以克服导线传输损耗。设计“电压比”测量技术, 关键在于解决长期稳定问题。其方法就是: 取适当桥压作为 A/D 转换器的参考基准, 而输入 A/D 转换器的传感器放大电压信号则与其比较; 若桥压增大, 传感器信号部分也增大;反之两者都变小。这样维持了它们的相互比值恒定,消除了桥压不稳定所产生的影响。应当指出, 上述推断是指放大器等环节理想化方能得到的, 实际可能会出现一些偏差。

　　( 3) 输入信号小, 灵敏度高的工作状态: 正如大家所知道的, 传感器满荷输出不大。例如灵敏度2mV/V, 供桥电压 10V, 输出 20mV; 若供桥 5V, 输出10mV, 考虑传感器称重过程会遇到冲击、振动、偏载等作用, 为保障安全, 留一定裕量, 加上秤体自重等固定载荷, 使得传感器实际有效使用载荷降低, 一般只达额定载荷 50%左右。这样, 传感器的输出信号相应减少, 20mV、10mV 分别变为 10mV、5mV。以电子衡器检定分度数 n=3000 计算, 其分度值 e 分别为3V、2V 左右, 那么在 0~500e 称量段, 要求显示器变化应分别不大于 0.75V、0.5V 左右。很明显, 欲达到如此精确稳定地工作, 必须采取多种有效措施, 例如降低噪声, 有足够“信噪”比, 提高抗干扰能力, 抑制高频电磁场辐射和 50 周交流感应等影响。