稱(chēng)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(chēng)重傳感器，它主要功能是把物理量轉換成電量，是稱(chēng)重技術(shù)中的核心器件，由于我國稱(chēng)重傳感器主要原理和制造技術(shù)，工藝流程已趨于成熟，大幅度提高了測量準確度、長(cháng)期穩定性和環(huán)境適應性。作為一個(gè)應用性很強的器件，解決其在應用過(guò)程中出現的問(wèn)題可能是近年來(lái)各種稱(chēng)重傳感器發(fā)展的一個(gè)明顯特點(diǎn)，其主要方法是將稱(chēng)重傳感器與承載壓頭、底墊、安裝平臺等進(jìn)行技術(shù)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(jīng)過(guò)嚴格的匹配，對傾斜載荷，溫度影響等也具有自動(dòng)修正能力。
稱(chēng)重技術(shù)的競爭關(guān)鍵是質(zhì)量的競爭，設計、制造技術(shù)則是稱(chēng)重傳感器質(zhì)量的保證。
由于稱(chēng)重傳感器輸出的是直流信號，所以稱(chēng)重儀表進(jìn)行的是直流采樣方法，直流采樣易于實(shí)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(diǎn)或地線(xiàn)浮動(dòng)所造成的干擾問(wèn)題，直流采樣的信號是比較穩定的，用直流采樣方式經(jīng)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(shí)時(shí)性差、被稱(chēng)物料經(jīng)皮帶、稱(chēng)架傳遞給稱(chēng)重傳感器輸出直流信號，然后再經(jīng)過(guò)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(chēng)重至獲得直流電壓對應變化之間時(shí)間滯后較大，這會(huì )影響轉換速率
數字化轉換器
皮帶秤稱(chēng)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(chēng)重儀表，存在著(zhù)線(xiàn)路長(cháng)產(chǎn)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(guò)程中存在的易受電磁干擾的被動(dòng)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(chǎng)數字控制器。
10—150傳感器數字化轉換器主要用來(lái)把稱(chēng)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(cháng)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(shí)計數功能。
A／D轉換部分為稱(chēng)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(chēng)重傳感器輸出的稱(chēng)重模擬信號，同時(shí)還要把模擬信號轉換成數字信號輸出。
A／D轉移器類(lèi)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(xiàn)性度以及轉換精度等技術(shù)參數各有特點(diǎn)。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(guò)程時(shí)間短，其中采樣時(shí)間約占轉換過(guò)程的十分之一，只有l～10s。由此可見(jiàn)、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(gè)點(diǎn)的信息，這個(gè)點(diǎn)可能是高次諧波的峰點(diǎn)，也可能是高次諧波的谷點(diǎn)，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(guò)程較長(cháng)，約在十到幾十個(gè)ms，其中采樣時(shí)間約占轉換過(guò)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(jìn)行連續積分，通過(guò)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(jìn)型雙斜技術(shù)，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(chǎn)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(chēng)重傳感器的輸出信號成比例關(guān)系。
160現場(chǎng)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。 |
