目前電子秤技術(shù)的發(fā)展越來(lái)越成熟,在某些行業(yè)大有取代機械衡器的趨勢。電子秤主要的組成部 分為稱(chēng)重傳感器、稱(chēng)重顯示儀表、秤體部分及外部設備這四部分。稱(chēng)重傳感器作用是將加到稱(chēng)臺上的重量 信號通過(guò)惠更斯電橋原理轉變成電信號輸出。稱(chēng)重顯示儀表的作用是將傳感器輸出的信號經(jīng)放大、濾波、 A/D轉換、數據處理后顯示屏上顯示;同時(shí)將數據經(jīng)過(guò)數據輸出口輸出至外部顯示設備。秤體部分為承重 部分,可分為秤臺、限位裝置等;電氣部分有接線(xiàn)盒、傳感器信號線(xiàn)、總線(xiàn)等。外部設備是指連接顯示儀表的 信號輸出端口,接常見(jiàn)的外部設備有打印機、外部大屏幕顯示器、計算機專(zhuān)用稱(chēng)重管理系統;與機械衡器差 別最大的電子秤具備稱(chēng)重傳感器、稱(chēng)重顯示儀表這兩個(gè)部分,這算是電子秤與機械衡器差別最大的兩 個(gè)核心部位。目前有少部分廠(chǎng)家為了降低成本不采用稱(chēng)重顯示儀表,而是采用A/D轉換裝置加電腦軟件 這種方式。如果只是從工作原理上來(lái)看這兩種方案表面上看并沒(méi)有太多區別,A/D轉換裝置加電腦軟件 的方案是將傳感器輸出的模擬信號前置放大、模擬濾波和A/D轉換作為一部分使用,而數據處理和顯示控 制作為另一輸出部分在電腦軟件上實(shí)現其功能。淺層次上看采用后一種方案確實(shí)降低了成本只需要一臺 電腦和相應的轉換裝置就可完成顯示儀表的功能,同時(shí)也避免了稱(chēng)重儀表維護工作,從而上維修更換也更 加的方便快捷。但從實(shí)際使用中來(lái)看,兩種方案差別很大,筆者認為采用稱(chēng)重顯示儀表方案要明顯好于A/ D裝換裝置。
一、從A/D轉換精度及溫度變化方面的考慮:
從市面上能買(mǎi)到的通用A/D轉換裝置的轉換分辯率是12?14Bit及1/4000?1/16000,而這種精度用 作稱(chēng)重計量其分辨率是不足的,因為除去秤臺自重,作為固定的零點(diǎn)一般為1/4?3/4的滿(mǎn)量程,那么A/D 裝換裝置剩余的可用段已很小。但是一般稱(chēng)重儀表的A/D轉換分辯率都要求在18?20Bit及1/260000? 1/1000000以上,因為只有這樣才能夠確保其有足夠的分辨率位數,來(lái)保障整個(gè)稱(chēng)重系統的精度。其次,溫 度的變化對傳感器的影響較大,稱(chēng)重顯示儀表為了使稱(chēng)重系統標定后,能確保在整個(gè)的工作溫度范圍內都 能符合要求,在前置運放的設計中充分考慮到了溫度變化的影響,其溫度性能指標都控制在25 ppm/C以 下,而一般市面上能買(mǎi)到的通用A/D轉換板的溫度系數大都在250ppm/C以上。所以從這些方面考慮采 用A/D轉換裝置是不能夠保障整個(gè)稱(chēng)重系統的精度和準確度的。
二、從A/D/濾波及系統抗干擾的考慮:
由于是專(zhuān)門(mén)針對稱(chēng)重系統,稱(chēng)重顯示儀表在設計過(guò)程中,基本上在前置運放后加了模擬低通濾波器,還 在系統軟件中加了數字濾波。而一般市面上能買(mǎi)到的通用A/D轉換裝置只能提供模擬濾波,并且由于是 通用的A/D板其低通截止頻率一般都設置得很高;而數字濾波系統則必須由電腦來(lái)完成。如果安裝的電 腦采用的操作系統和軟件部正規,加上人為地操作,很容易使電腦出現病毒與木馬,導致電腦故障這樣則使 整個(gè)稱(chēng)重系統不能準確的工作,從而使這種搭配無(wú)形中增加了不穩定因素。還有工廠(chǎng)生產(chǎn)環(huán)境復雜,以及 一些不法之徒的投機取巧的動(dòng)機,電子汽車(chē)衡面臨電磁干擾及人為作弊的情況必須要考慮,因此在汽車(chē)衡 在設計時(shí)必須考慮防止因為干擾而導致數字失準帶來(lái)?yè)p失,同時(shí)人為地作弊方法導致其數據失準,也都必 須考慮在列。稱(chēng)重顯示儀表是專(zhuān)門(mén)為各種稱(chēng)重情況考慮而設計的設備,有些儀表專(zhuān)門(mén)針對工業(yè)現場(chǎng),抵抗 工業(yè)現場(chǎng)的電磁干擾及各種其他干擾的能力要優(yōu)于采用A/D轉換裝置。同時(shí)也減少了利用木馬病毒導致 電腦作弊修改稱(chēng)重數據這種可能,以及減少了利用軟件方式作弊的可能性,提高了電子汽車(chē)衡防作弊的可 靠性。
三、從稱(chēng)重傳感器激勵電源來(lái)看:
稱(chēng)重傳感器是一種無(wú)自帶電源的傳感器,必須要有外部提供穩定的激勵電源,才能輸送出隨重量變化 的電壓值,分度數電壓值變化最多為2mv/v。而要使稱(chēng)重系統的綜合精度達到1/1000以上,則外部激勵電 源至少要好于1/3000。目前稱(chēng)重儀表內部有一專(zhuān)門(mén)設計,讓前置運放隨激勵電源電壓的波動(dòng)自動(dòng)進(jìn)行補 償,從而能保證整體的綜合精度,使普通的稱(chēng)重儀表的精度都可以達到1/10000以上,滿(mǎn)足了使用要求。而 采用A/D轉換裝置這種方式若想保證精度及穩定性必須購買(mǎi)這種高精度電源,但由于整體設計的初衷是 節約成本,所以采用A/D轉換裝置這種設計,都不會(huì )去購買(mǎi)高昂的高精度電源,所以整個(gè)電子汽車(chē)衡的精 度和穩定度都難以得到保障。
四、從計量法上及售后服務(wù)的考慮:
由于大部分電子汽車(chē)衡都用于貿易結算,屬于國家強檢計量器具,因此都必須符合國家檢定規程要求。 在每次檢定后需要根據相關(guān)法律規定對容易改變稱(chēng)重數值的關(guān)鍵部位進(jìn)行鉛封,一般稱(chēng)重顯示儀表在設計 之初都會(huì )考慮這個(gè)問(wèn)題,所以都符合規定比較容易對整個(gè)系統進(jìn)行封印,降低了私自調整儀表改變稱(chēng)重數 值的行為。但是如果采用A/D轉換裝置加電腦顯示這種方式,確實(shí)很難保障私自調整的行為發(fā)生。、一般 用A/D轉換裝置加電腦軟件顯示組成的系統都是非標準產(chǎn)品,日后的更換件及維護會(huì )可能成為問(wèn)題。稱(chēng) 重儀表都是常規標準產(chǎn)品,生產(chǎn)廠(chǎng)家也有足夠的能力為用戶(hù)進(jìn)行售后服務(wù)。
綜合以上幾個(gè)方面,采用專(zhuān)門(mén)的稱(chēng)重儀表從穩定性、可靠性、準確性、防作弊性上等這些方面都好于采 用A/D轉換裝置加電腦顯示這種方式,我們建議廣大用戶(hù)還是采用專(zhuān)門(mén)的稱(chēng)重儀表,不要因為節約稍許的 成本采用A/D轉換裝置。而A/D轉換裝置加電腦這種方式我們建議普通的用戶(hù)和廠(chǎng)家放棄這種結構。 但是這種結構并不是沒(méi)有出路,我認為如果結合目前較為流行的虛擬儀器Labview,能夠降低成本提高其 精度,從而在某些特殊的行業(yè)和領(lǐng)域有一定的用武之地。