称重传感器温度零点自动测试系统的设计

　　一、概述

　　称重传感器是电子衡器和电子称重系统的核心部件，其温度性能的好坏是影响测量系统精度的主要原因之一，所以必须对称重传感器的温度误差进行补偿校正。称重传感器的温度补偿分为温度零点补偿和灵敏度温度补偿，是称重传感器制作过程中的关键工艺。一只质量优良的称重传感器，不仅要具有良好的常温性能，如：线性、滞后、重复性等，而且要具有优异的温度性能。下面我们从称重传感器温度零点补偿的概念出发，着重介绍一下温度零点自动测试系统的实现方法。

　　称重传感器的温度零点：是指在称重传感器不承受外加载荷时，环境温度变化引起的传感器零点输出的变化。虽然惠斯通电桥对相邻桥臂变计的热输出具有互补功能，但由于应变计特性的离散性及粘贴情况的细微差异等众多因素，还是会导致电桥的平衡因温度的影响而受到破坏，零点平衡会随之发生变化，因此必须对每只称重传感器分别进行补偿。一般使用温度系数大的材料做补偿材料，如铜线，电阻温度系数在 3700～4000ppm/℃之间。

　　二、称重传感器温度零点自动测试系统

　　为了检测传感器的温度零点情况，首先需要一个可以实现温度变化的环境条件;其次，需要对传感器的零点输出进行测量，得到正确的数据;然后，根据测试数据的大小，对传感器进行补偿。根据GB/T 7551 《称重传感器》标准，对称重传感器温度零点的测试应遵循常温→低温→高温→常温的温度循环过程。

　　为得到称重传感器在各温度下的空载零点数据，笔者设计了称重传感器温度零点自动测试系统。下面从软硬件两方面分别进行说明：

　　1、硬件方面

　　(1)零点温度槽：实现测试环境的高低温循环，内置插座，可以实现称重传感器和外部数据采集系统的电气连接。温度控制仪带 RS232 接口，与计算机通讯，实现计算机对温度槽温度、时间的设定及控制，并根据返回的时间在工艺规定的时间点进行数据的采集。

　　(2)数据采集仪：有多种数据采集仪可选，包括国产和进口的仪器。为了稳定性起见，笔者选用KEITHLEY公司的多路综合测试仪，它集数字万用表、数据采集程控开关于一体，通道数量可以根据实际需要进行扩展，为实现高性能的自动测试系统提供了平台。

　　(3)高精度电源：为了保证测试数据的正确性，测试电源必须具有较高的精度，笔者选用的电源精度为十万分之五。

　　(4)IEEE- 488.2 接口卡，实现计算机和数据采集仪的通讯连接。

　　(5)计算机：为稳定起见，选用工业用计算机。系统框图如下所示：