本文敘述接線(xiàn)盒連接起各個(gè)傳感器，然后輸出給稱(chēng)重儀表。除了信號可以有 累加功能外，接線(xiàn)盒的另一個(gè)重要作用是讓人對秤的角差進(jìn)行調整。目前稱(chēng)重行業(yè)一共有三 種主流的角差調整方式，各有利弊，對傳感器的性能要求也不一樣。

1.引言

對于大容量電子秤來(lái)說(shuō)，典型的結構是將稱(chēng) 重傳感器簡(jiǎn)稱(chēng)“傳感器”下同安裝在秤臺的除了信號累加功能外，接線(xiàn)盒的另一個(gè)重要 作用是讓人對秤的角差進(jìn)行調整。目前稱(chēng)重行業(yè) 一共有三種主流的角差調整方式，各有利弊，對 傳感器的性能要求也不一樣。

2.多模擬傳感器連接模型

假設總載荷為W,各個(gè)傳感器上載荷的分配 系數分別為k1, k；2, k3和kt,顯然，

這表明滿(mǎn)足式Q時(shí)，整秤的輸出與各個(gè)載 荷的分配系數無(wú)關(guān)，也意味著(zhù)與載荷在秤臺上放 置的位置無(wú)關(guān)。

反過(guò)來(lái)講，上面過(guò)程也證明：只要無(wú)角差， 也就滿(mǎn)足與加載位置無(wú)關(guān)的條件。所以，標秤前 都必須先調角差，就是為了滿(mǎn)足這個(gè)條件。

S/R是傳感器額定輸出與輸出阻抗之

比，單位為mv/v/Q。或者理解為傳感器在額定載 荷時(shí)的短路輸出電流值。只要該參數相等，就能 保證整秤輸出與載荷位置無(wú)關(guān)。因此，該參數也 被稱(chēng)為電流校準值，英文名稱(chēng)為“ Current calibration”。是傳感器重要的標準化參數之一。

調角差是標秤的重要步驟，如果角差不好， 加載位置不同則稱(chēng)量結果不同，秤的重復性就不好。標秤時(shí)，加載砝碼前的載荷分布與卸載砝碼 后的載荷分布肯定會(huì )有所不同，因而，角差不好 又會(huì )影響到滯后性能以及線(xiàn)性。

4.角差調整原理及其特點(diǎn)

調整角差的目的就是要將各個(gè)傳感器的電流校準值調為相等，因此，有兩種調整途徑：調滿(mǎn)量程輸出電壓S,或者調輸出阻抗R。由于此時(shí) 已經(jīng)不能調傳感器內部的參數，所以，只能通過(guò) 外接元件來(lái)調整，這些外接的元件集中在接線(xiàn)盒 中。具體類(lèi)型和方法如下：

（1）調輸出阻抗法：在每個(gè)傳感器的輸出端串 入電位器，調整每個(gè)傳感器的輸出阻抗。

（2）在每個(gè)傳感器的輸入端串入電阻，減小傳 感器的橋路電壓，減小滿(mǎn)量程輸出電壓。

（3）在每個(gè)傳感器的輸出端并聯(lián)電位器，調整 傳感器的輸出電壓幅值。

4.1輸入端串入電位器法 輸入端串入電阻rm引起的S相對變化可用下 式計算：

為了保證輸入阻抗的對稱(chēng)性，需要在正負激 勵端各串入一個(gè)電位器。并且必須嚴格保證這兩 個(gè)電位器的調整值一致，否則會(huì )造成各個(gè)傳感器 的共模輸出電壓不同，造成整秤的零點(diǎn)奇異。

另外，該方法對傳感器的輸出對稱(chēng)性要求也 很高。因此，這種方法應用很少。

4.2輸出端并聯(lián)電位器法 在每個(gè)傳感器的輸出端并聯(lián)了一個(gè)電位器 興型值為200k ,為了防止電位器調到0對傳感 器產(chǎn)生影響，在電位器上串聯(lián)了一個(gè)100k的固定 電阻。在每個(gè)傳感器的兩條輸出線(xiàn)上都串聯(lián)了一 個(gè)2.5k的固定電阻，稱(chēng)為隔離電阻。經(jīng)過(guò)隔離電 阻的各個(gè)傳感器的輸出并聯(lián)后接到儀表。如圖2所示。

隔離電阻的作用是為了減少調整一個(gè)傳感器 的電位器時(shí)對其他傳感器的輸出影響。

這種方式的最大優(yōu)點(diǎn)是調整角差時(shí)各個(gè)傳感 器之間影響小，一般不會(huì )出現調整一個(gè)角，另外 三個(gè)角出現劇烈的“蹺蹺板效應”變化，不需要 反復多次就能很快調好角差。這一點(diǎn)對于大型衡 器的角差調整非常重要，因為，大質(zhì)量的砝碼反 復裝卸是非常困難和耗時(shí)的。

另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，這種接線(xiàn)盒對傳感器的輸出 阻抗對稱(chēng)性要求不高，這是因為隔離電阻遠大于 輸出阻抗，即使原來(lái)傳感器的輸出阻抗不對稱(chēng), 串聯(lián)隔離電阻后，其對稱(chēng)性也變得相當好，不會(huì ) 產(chǎn)生整秤的異常零點(diǎn)和上電溫度漂移現象。

但是，其缺點(diǎn)是：

（1）由于是并聯(lián)電位器，所以調整具有非線(xiàn)性 的特點(diǎn)，例如，開(kāi)始時(shí)旋動(dòng)電位器一圈能調整1 噸，而調整幾圈后，旋轉一圈只能調整100kg。

（2）電位器的溫度系數往往較大，會(huì )引起整秤 額外的溫度稱(chēng)量誤差。

（3）由于隔離電阻較大，造成傳感器與儀表之 間的阻抗大，其抗干擾性能降低，EMC指標往往 難以過(guò)關(guān)。

4.3調輸出阻抗式法

采用這種方法的接線(xiàn)盒原理如圖3所示，在 每個(gè)傳感器的兩根輸出線(xiàn)上都串入一個(gè)可調電位 器，用來(lái)調整傳感器的輸出阻抗。在調整時(shí)，應 保證兩個(gè)電位器的值想同，使得兩根輸出線(xiàn)上的 輸出阻抗對稱(chēng)。

在實(shí)際的接線(xiàn)盒產(chǎn)品中，在每個(gè)電位器旁并 聯(lián)了一個(gè)固定電阻，這個(gè)固定電阻的溫度系數與 電位器的相反，起到溫度補償作用。另一方面, 也起到改變電位器阻值調整范圍的作用。

角差的調整靈敏度由下式計算：

如果傳感器的輸出阻抗為350Q, 140可產(chǎn) 生土 20000ppm的調整范圍。足以彌補S的誤差范 圍。通常S的誤差為± 1000ppm。

這種接線(xiàn)盒的優(yōu)點(diǎn)在于，由于電位器是串聯(lián) 在傳感器輸出端的，因此，調整的線(xiàn)性度好，不 會(huì )出現轉動(dòng)同樣的圈數，不同位置調整的結果差 距巨大的現象。

另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是整秤的EMC性能較好。

但是，這種調整法對傳感器的輸入和輸出阻 抗對稱(chēng)性要求很高，對稱(chēng)性不好會(huì )產(chǎn)生奇異的零 點(diǎn),即各個(gè)傳感器的零點(diǎn)都很小，但接到接線(xiàn)盒 后零點(diǎn)很大，甚至超出儀表輸入范圍。對稱(chēng)性不 好還會(huì )造成上電溫度漂移。

另一個(gè)特點(diǎn)是，由于各個(gè)傳感器之間沒(méi)有隔 離，一個(gè)傳感器調角差時(shí)，其它傳感器的輸出會(huì ) 受到影響，即所謂“蹺蹺板效應”調整起來(lái)比較 困難。

5.結束語(yǔ)

本文總結了多傳感器秤的角差調整原理，以 及三種調角差方法。希望對于各位讀者理解其各 自的工作原理和特點(diǎn)有所幫助。

采用哪種調角差方式，與企業(yè)的產(chǎn)品傳統有 關(guān)，與秤產(chǎn)品的精度有關(guān)，也與所采用的傳感器 特性有關(guān)，需要統籌考慮。