本文分析介紹了數(shù)字式地磅的主要優(yōu)點(diǎn)及三種解決方案，以及應(yīng)用配置方法和效果對(duì)比，并配以圖片進(jìn)行說明。

一、概述

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和一些新技術(shù)新工藝的 應(yīng)用，地磅行業(yè)計(jì)量稱重的自動(dòng)化、智能化水平 也有了很大提高。特別是隨著數(shù)字化技術(shù)在地磅系統(tǒng)中的應(yīng)用日趨成熟、穩(wěn)定和可靠，數(shù)字化 技術(shù)的很多優(yōu)點(diǎn)得以充分展露和發(fā)揮，地磅中許多在原來看似難以解決的稱重計(jì)量問題， 現(xiàn)在用新的數(shù)字化稱重處理方法都可以迎刃而解， 得到很好的效果。本文就數(shù)字式地磅的優(yōu)點(diǎn)和 解決方案作以下分析和介紹。

1、精度高

數(shù)字地磅采用高精度數(shù)字傳感器，使得整 體精度得到提高。傳感器的高精度是稱重系統(tǒng)高 精度的基礎(chǔ)。數(shù)字傳感器一般選用優(yōu)質(zhì)合金鋼 40CrNiMoA的彈性體材料、經(jīng)過多次補(bǔ)償工藝、 通過A/D數(shù)字線性處理技術(shù)使得傳感器的精度得 到大幅度提升。圖1和圖2為30t數(shù)字傳感器測試曲線。

2、一致性好便于互換

傳感器經(jīng)過A/D數(shù)字補(bǔ)償過后，零點(diǎn)得到有效控制、線性得到大幅度提高幾乎為直線，各個(gè) 傳感器的線性內(nèi)碼控制在三萬分之一以內(nèi)。傳感 器互換性得到明顯提高。地磅維修調(diào)試時(shí)不僅 給用戶節(jié)約時(shí)間，同時(shí)也給衡器廠家?guī)矸奖恪?/span>

3、調(diào)腳差方便

數(shù)字地磅由于采用了數(shù)字傳感器，故給調(diào) 整角差時(shí)帶來了方便。調(diào)試時(shí)每個(gè)數(shù)字傳感器不 會(huì)彼此相互影響，不存在零點(diǎn)、阻抗匹配等問題。 并且無需在接線盒中調(diào)節(jié)電位器，避免電位器帶 來不穩(wěn)定因素。所有角差調(diào)整的操作均在儀表 (或電腦）中調(diào)節(jié)，可細(xì)微的調(diào)節(jié)，精度高，最小 調(diào)整量為萬分之一。

4、傳輸距離遠(yuǎn)，抗干擾強(qiáng)

數(shù)字地磅配數(shù)字傳感器和數(shù)字儀表或者配 計(jì)算機(jī)，其數(shù)字信號(hào)通訊總線均為標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)級(jí) RS485通訊接口。信號(hào)傳輸距離遠(yuǎn)，可以達(dá)到1.2 公里傳輸距離。因RS485信號(hào)為5V差分電平，故 抗干擾能力強(qiáng)。數(shù)字信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸可以使重 量信號(hào)無衰減，解決了地磅原來高精度和長距 離的矛盾。

5、防止作弊，有報(bào)警提示

數(shù)字傳感器的數(shù)字信號(hào)通信采用嚴(yán)格的加密 通訊協(xié)議，目前遙控作弊手段對(duì)數(shù)字傳感器不起 作用。并且在儀表上都能發(fā)現(xiàn)某個(gè)傳感器有異常 情況，并有及時(shí)報(bào)警提示，可以很直觀地判斷查 找秤臺(tái)上相應(yīng)的傳感器故障位置。

這些數(shù)字信號(hào)的電壓在受到干擾發(fā)生變化時(shí)只 要不超出極限，在另一個(gè)通訊終端接收后會(huì)自動(dòng)對(duì) 電壓波形進(jìn)行矯正，從而提高了數(shù)據(jù)的可靠性。并 且在通訊信號(hào)沒有解密譯碼前，這些‘‘ 0”和‘‘ 1” 組成的數(shù)據(jù)代碼對(duì)作弊者是沒有任何意義的。

圖4為筆者在走訪客戶時(shí)獲得的“模擬地磅 作弊工具”照片。一些不法分子將此物安裝在衡器 客戶地磅上，給使用客戶帶來巨額損失。

此“模擬地磅作弊工具”作用機(jī)理是對(duì)傳感 器模擬信號(hào)進(jìn)行電阻并聯(lián)，使其信號(hào)減弱，同時(shí)具 有大、中、小三個(gè)作弊檔位，以此達(dá)到作弊目的。

數(shù)字式地磅由于采用了數(shù)字傳感器，其信 號(hào)為RS485數(shù)字信號(hào)，如圖3，故此類作弊工具 對(duì)數(shù)字地磅沒有任何作弊效果。

二、方案一，數(shù)字傳感器-> 儀表或計(jì)算機(jī)

圖3是30t數(shù) 字傳感器通訊信號(hào)波形，通過高速數(shù)字示波器截 取出的圖像，我們可以清楚的看到通訊為高高低 低電壓信號(hào)，這些高高低低的電壓信號(hào)就是數(shù)字 信號(hào)中的“0”和“ 1 ”。

圖5是數(shù)字式地磅用的非常多的一個(gè)組成 架構(gòu)，采用數(shù)字傳感器接數(shù)字儀表，主要有前面 敘述的五個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

1、精度高；2、一致性好便于互換；3、調(diào)腳 差方便；4、傳輸距離遠(yuǎn)，抗干擾強(qiáng)；5、防止作 弊，有報(bào)警提示。

圖6是數(shù)字式地磅最經(jīng)典的組成架構(gòu)，數(shù)字傳感器通過RS485/RS232轉(zhuǎn)換器連接到計(jì)算機(jī) 上。主要有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、同樣實(shí)現(xiàn)數(shù)字傳感器接數(shù)字儀表的五個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

2、直接采用計(jì)算機(jī)讀取和控制傳感器，可以 直觀的體現(xiàn)出數(shù)字式通訊的特點(diǎn)。

3、利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、分析、處 理能力，除了實(shí)現(xiàn)以往模擬儀表的全部功能外， 還可以實(shí)現(xiàn)很多傳統(tǒng)儀表不具備的功能，如圖7。

三、方案二，模擬傳感器->數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換儀 ->儀表及計(jì)算機(jī)

數(shù)字式地磅的性能確實(shí)優(yōu)異，但是把目前 正在使用的模擬式地磅全部更換成數(shù)字傳 感器和數(shù)字儀表，費(fèi)用較高客戶不容易接受。而 且以前在用的模擬式傳感器如何處理，是否會(huì)造 成浪費(fèi)，現(xiàn)不確定既然如此，那么我們能以低成 本的方式來做數(shù)字式數(shù)字化升級(jí)嗎？答案是肯定。 通過試驗(yàn)我們得出模擬式地磅數(shù)字化升級(jí)后稱 重計(jì)量精度基本不變，可以增強(qiáng)抗干擾、遠(yuǎn)距離 傳輸、防作弊等功能。

圖8是在模擬式傳感器出線處，串入數(shù)字信 號(hào)轉(zhuǎn)換器儀。將每個(gè)傳感器的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù) 字信號(hào)，然后和數(shù)字儀表連接。其接線盒為數(shù)字 接線盒，取代原來的模擬接線盒。

此方案對(duì)模擬秤的防止作弊、信號(hào)遠(yuǎn)距離傳 輸?shù)玫胶艽筇岣摺?/span>

數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換儀詳細(xì)資料請查閱公司產(chǎn)品。圖9是在原模擬秤的基礎(chǔ)上成本最低升級(jí)方案。

從原來的模擬接線出來的信號(hào)，接入一個(gè)數(shù) 字信號(hào)轉(zhuǎn)換儀，然后連接數(shù)字儀表。

此方案操作簡單，只需要重新標(biāo)定，無需調(diào) 角差。對(duì)模擬秤的信號(hào)遠(yuǎn)距離傳輸?shù)玫接行岣撸?但沒有防作弊效果。

四、方案三，模擬轉(zhuǎn)換器-> 多通道數(shù)字信號(hào) 接線盒-> 儀表或計(jì)算機(jī)

圖10是多通道數(shù)字信號(hào)接線盒，作用是將 多路傳感器信號(hào)實(shí)時(shí)地轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后通 過CPU處理后傳送到上位機(jī)。其電路結(jié)構(gòu)原理見 圖11。筆者認(rèn)為此方案調(diào)試操作簡單，對(duì)各個(gè)模 擬傳感器的靈敏度、內(nèi)部阻抗、零點(diǎn)的參數(shù)不挑 剔，組秤方便，數(shù)字化的效果好，性價(jià)比高。組秤后精度較高、信號(hào)傳輸距離遠(yuǎn)、可以無需數(shù)字 儀表直接和計(jì)算機(jī)軟件相連接（使用RS485/RS232 轉(zhuǎn)換器），是一款很受市場歡迎的產(chǎn)品。

此電路板的主要特點(diǎn)為：

1、內(nèi)嵌BDB8100?高可靠性數(shù)字內(nèi)核，滿量 程輸出3萬，或者10萬內(nèi)碼，測量誤差1/3萬或 者1/10萬。通訊波特率為9600bit/s或者19200bit/s 可選。

2、采用工業(yè)級(jí)高可靠CPU處理器，以及 公司獨(dú)特的數(shù)字信號(hào)處理算法，程序運(yùn)行 流暢高效，系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠。

3、8個(gè)獨(dú)立的模擬通道，均采用超高精度 24Bit ADC轉(zhuǎn)換器，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)同步信號(hào)轉(zhuǎn)換。每個(gè) 通道可達(dá)到轉(zhuǎn)換50次/每秒。

4、數(shù)字信號(hào)采用工業(yè)場合的RS485接口通 訊，1000m遠(yuǎn)距離傳輸抗干擾強(qiáng)，IP67級(jí)防護(hù)。

5、采用多重保護(hù)，確保系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。 (如：電源反接、過壓、浪涌；數(shù)字信號(hào)浪涌、短 路等等）

6、多通道數(shù)字接線盒可選配計(jì)算機(jī)稱重軟件 或者數(shù)字稱重儀表聯(lián)機(jī)工作。多通道數(shù)字信號(hào)接 線盒詳細(xì)資料請查公司產(chǎn)品， 系統(tǒng)組成見圖12和圖13。

五、結(jié)語

靈活多樣的數(shù)字化解決方案給地磅企業(yè)帶來 了更多的選擇，隨著數(shù)字化技術(shù)在地磅系統(tǒng)中 的應(yīng)用日趨成熟、穩(wěn)定、可靠，數(shù)字式傳感器和 數(shù)字化技術(shù)的衡器將逐漸成為地磅市場主流。