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多传感器地磅角差调整方法
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多传感器地磅角差调整方法
本文叙述接线盒连接起各个传感器,然后输出给称重仪表,除了信号可以有累加功能外,接线盒的另一个重要作用是让人对秤的角差进行调整。目前称重行业一共有三种主流的角差调整方式,各有利弊,对传感器的性能要求也不一样。
1、引言
对于大容量地磅来说,典型的结构是将称重传感器(简称传感器,下同)安装在秤台的
四个角,将各个传感器用接线盒连接起来,累加所有传感器的输出,然后输出给称重仪表,除了信号累加功能外,接线盒的另一个重要作用是让人对秤的角差进行调整,目前称重行业
一共有三种主流的角差调整方式,各有利弊,对传感器的性能要求也不一样。
2、多模拟传感器连接模型
将模拟传感器简化为有内阻的电压源,如图1所示。四只传感器组成一台秤时,将各传感器对应输入线(图中没有表示出来)与输出线直接并联。S1-S4分别为各传感器的满量程输出电压,R1-R4分别为传感器的输出电阻。
假设总载荷为
假设总载荷为W,各个传感器上载荷的分配系数分别为K1,K2,K3和K4,显然,K1+K2+K3+K4=1,其中0≤Ki≤1   (1)
则各传感器的输出为
为了保证输入阻抗的对称性,需要在正负激励端各串入一个电位器,并且必须严格保证这两个电位器的调整值一致,否则会造成各个传感器的共模输出电压不同,造成整秤的零点奇异。
另外,该方法对传感器的输出对称性要求也很高,因此,这种方法应用很少。
4.2输出端并联电位器法
在每个传感器的输出端并联了一个电位器(典型值为200k),为了防止电位器调到0对传感器产生影响,在电位器上串联了一个100K的固定电阻。在每个传感器的两条输出线上都串联了一个2.5K的固定电阻,称为隔离电阻。经过隔离电阻阻的各个传感器的输出并联后接到仪表,如图2所示。

隔离电阻的作用是为了减少调整一个传感器的电位器时对其他传感器的输出影响。
这种方式的最大优点是调整角差时各个传感器之间影响小,一般不会出现调整一个角,另外三个角出现剧烈的跷跷板效应变化,不需要反复多次就能很快调好角差,这一点对于大型衡器的角差调整非常重要,因为,大质量的砝码反复装卸是非常困难和耗时的。
另一个优点是,这种接线盒对传感器的输出阻抗对称性要求不高,这是因为隔离电阻远大于输出阻抗,即使原来传感器的输出阻抗不对称,串联隔离电阻后,其对称性也变得相当好,不会产生整秤的异常零点和上电温度漂移现象。
但是,其缺点是:
(1)由于是并联电位器,所以调整具有非线性的特点,例如,开始时旋动电位器一圈能调整
吨,而调整几圈后,旋转一圈只能调整。
(2)电位器的温度系数往往较大,会引起整秤额外的温度称量误差。
(3)由于隔离电阻较大,造成传感器与仪表之间的阻抗大,其抗干扰性能降低,EMC指标难以过关。
4.3调输出阻抗式法
采用这种方法的接线盒原理如图3所示,在每个传感器的两根输出线上都串入一个可调电位器,用来调整传感器的输出阻抗在调整时,应保证两个电位器的值想同,使得两根输出线上的输出阻抗对称。
在实际的接线盒产品中,在每个电位器旁并联了一个固定电阻,这个固定电阻的温度系数与电位器的相反,起到温度补偿作用,另一方面也起到改变电位器阻值调整范围的作用
角差的调整灵敏度由下式计算:
另一个特点是,由于各个传感器之间没有隔离,一个传感器调角差时,其它传感器的输出会受到影响,即所谓困难跷跷板效应,调整起来比较困难。
5.结束语
本文总结了多传感器秤的角差调整原理,以及三种调角差方法,希望对于各位读者理解其各自的工作原理和特点有所帮助。
采用哪种调角差方式,与企业的产品传统有关,与秤产品的精度有关,也与所采用的传感器特性有关,需要统筹考虑
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