稱重傳感器和直流采樣

    眾所周知，皮帶秤的一次電測量元件是稱重傳感器，它主要功能是把物理量轉換成電量，是稱重技術中的核心器件，由于我國稱重傳感器主要原理和制造技術，工藝流程已趨于成熟，大幅度提高了測量準確度、長期穩定性和環境適應性。作為一個應用性很強的器件，解決其在應用過程中出現的問題可能是近年來各種稱重傳感器發展的一個明顯特點，其主要方法是將稱重傳感器與承載壓頭、底墊、安裝平臺等進行技術密集型組合，各部件的制造材料、加工方法、熱處理工藝等均經過嚴格的匹配，對傾斜載荷，溫度影響等也具有自動修正能力。

稱重技術的競爭關鍵是質量的競爭，設計、制造技術則是稱重傳感器質量的保證。

    由于稱重傳感器輸出的是直流信號，所以稱重儀表進行的是直流采樣方法，直流采樣易于實現濾波、能輕而易舉地去掉信號中的高頻干擾，只要解決好參考點或地線浮動所造成的干擾問題，直流采樣的信號是比較穩定的，用直流采樣方式經放大器A／D轉換器轉換后所獲得的數據一致性較好。

    但直流采樣最大的缺陷是其信號的實時性差、被稱物料經皮帶、稱架傳遞給稱重傳感器輸出直流信號，然后再經過一定的濾波，最后才反映直流電壓信號的變化，因此從物料稱重至獲得直流電壓對應變化之間時間滯后較大，這會影響轉換速率

數字化轉換器

    皮帶秤稱重傳感器傳統的輸出方式，是將電壓直流模擬信號遠距離輸送給稱重儀表，存在著線路長產生信號的衰減和受干擾影響，造成信號失真、抗干擾能力差等因素，為了徹底地解決傳統模擬電壓信號遠距離傳送過程中存在的易受電磁干擾的被動局面，我國10—14A高精度皮帶秤和IBs一901電子皮帶秤分別采用了10—150傳感器數字化轉換器和160現場數字控制器。

    10—150傳感器數字化轉換器主要用來把稱重傳感器輸出的模擬信號轉換成數字量信號遠距離傳送，傳輸長度可達1．6km。數字化轉換器主要由控制部分、A／D轉換部分和隔離模擬電量輸出部分、電源組件部分組成。

控制部分包括CPU、RAM、ROM和I／O電路。主要控制A／D轉換和電流輸出部分，并提供A／D轉換和串行數據輸出所需要的定時計數功能。

A／D轉換部分為稱重傳感器和放大電路提供激勵電壓和穩定的電壓電源，并提供放大器稱重傳感器輸出的稱重模擬信號，同時還要把模擬信號轉換成數字信號輸出。

   A／D轉移器類型很多，有逐次逼近型、比較型、雙斜積分型、三斜積分型等等，它們的轉換速度、放大系數、轉換線性度以及轉換精度等技術參數各有特點。如逐次逼近A／D轉換器，其采樣數據的可信度較低，由于逐次逼近型A／D轉換器的轉換過程時間短，其中采樣時間約占轉換過程的十分之一，只有l～10s。由此可見、逐次逼近型A／D轉換器每次采到的數據只代表連續渡形中某一個點的信息，這個點可能是高次諧波的峰點，也可能是高次諧波的谷點，這對數據處理和提高準確度都是相當不利的。而采用積分型A／D轉換器，則采樣數據的可信度比較高，但轉換過程較長，約在十到幾十個ms，其中采樣時間約占轉換過程的四分之一或二分之一。重要的是在采樣期內，電路對波形進行連續積分，通過積分濾去了高頻諧波，可以得到較好的數據。從信息量的角度分析，積分型A／D轉換器采集到的數據代表了一塊面積，信息量比逐次逼近型要多得多，因此該模數轉換采用了改進型雙斜技術，其分辨率為2“。該單元還具有信噪抑制電路和查找故障診斷電路。

模擬電量輸出部分，是由控制部分控{5j產生隔離電流或電壓輸出信號作為模擬顯示或控制使用、電流輸送有0～5mA、0～20mA、4～20mA，電壓輸出有0～5V和1～5V的模擬信號，這些信號與稱重傳感器的輸出信號成比例關系。

    160現場數字控制器的功能是完成電壓信號放大，并轉換成數字量信號，采用了IN—TEL8031單片機芯片。采用數字量信號傳輸大大增強了遠距離傳輸中的抗電磁干擾能力。