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 一、前言
數(shù)字稱重系統(tǒng)通常是指由數(shù)字傳感器或數(shù)字接線盒組成的稱重系統(tǒng)。二十世紀(jì)八十年代開始提出數(shù)字稱重系統(tǒng)的概念以來(lái), 至今數(shù)字系統(tǒng)已得到大家的認(rèn)可, 并越來(lái)越得到廣泛運(yùn)用。特別是在工業(yè)領(lǐng)域已逐漸形成取代傳統(tǒng)模擬式稱重系統(tǒng)的趨勢(shì)。在國(guó)內(nèi)一些廠家生產(chǎn)的數(shù)字傳感器, 已得到用戶的認(rèn)可。但對(duì)于數(shù)字稱重系統(tǒng)至今仍存在著觀念上的混亂和誤解。以往國(guó)內(nèi)一些介紹數(shù)字傳感器的文章, 幾乎都是著重介紹數(shù)字傳感器與模擬傳感器在制作和結(jié)構(gòu)方面的不同, 評(píng)述兩者在性能補(bǔ)償方面的差異, 而對(duì)由數(shù)字傳感器或數(shù)字接線盒構(gòu)成的數(shù)字稱重系統(tǒng)所包含的新概念, 以及它的實(shí)際運(yùn)用介紹極少, 以至大多數(shù)人僅知道數(shù)字傳感器在汽車衡四角偏差調(diào)整所帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn), 而對(duì)其更深層次、更本質(zhì)的特性和優(yōu)點(diǎn), 確不甚了解。
本文將闡述數(shù)字稱重系統(tǒng)的基本概念, 介紹數(shù)字傳感器和數(shù)字接線盒的主要特點(diǎn), 最后再舉一些數(shù)字稱重系統(tǒng)的運(yùn)用實(shí)例。
二、數(shù)字稱重系統(tǒng)基本特性
如果把數(shù)字傳感器簡(jiǎn)單的理解為只要能將稱重傳感器的模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)或脈沖信號(hào),就是數(shù)字傳感器, 那就太表面化了。因?yàn)橐酝簧兕愋偷牧κ椒Q重傳感器, 如振弦式、電容式、音叉式、諧振晶體、表面波式傳感器就其工作原理, 均能直接輸出“ 數(shù)字”式脈沖信號(hào), 而我們現(xiàn)在所謂的“ 數(shù)字傳感器”恰好不是真正的數(shù)字傳感器, 它是將由應(yīng)變計(jì)因形變產(chǎn)生的模擬電壓經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào), 而不是直接輸出數(shù)字脈沖信號(hào)的“ 數(shù)字傳感器”。
另外, 一方面既使對(duì)應(yīng)變式數(shù)字傳感器而言, 由表面形式看, 國(guó)外有人認(rèn)為“ 模擬稱重系統(tǒng)與數(shù)字秤之間的主要區(qū)別在于對(duì)這些元件的安排和布置”因?yàn)橐淹碾娮语@示器也同樣包含有模數(shù)轉(zhuǎn)換器、微處理器, 同樣可傳出數(shù)字信號(hào), 那么它們之間的本質(zhì)上的差別是什么呢?
我認(rèn)為可以歸納為以下幾點(diǎn):
( 1) 以前的模擬秤式稱重系統(tǒng), 它的最底層的溯源器是標(biāo)準(zhǔn)砝碼。而數(shù)字傳感器、數(shù)字接線盒或數(shù)字稱重系統(tǒng), 通過(guò)傳感器的靈敏度( mv/v) 值, 就可得到稱重物的質(zhì)量值, 即通過(guò)靈敏度的轉(zhuǎn)換, 可將力值( 或質(zhì)量值) 準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電量值, 測(cè)量該電量值就可得到被測(cè)力值, 它的最底層的溯源器是標(biāo)準(zhǔn)力源, 不必通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)砝碼溯源。而模擬式稱重系統(tǒng)的顯示器, 在未經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)砝碼校準(zhǔn)之前, 輸出是一個(gè)無(wú)物理意義的量, 測(cè)量它并不能知道施加在與它相連接的傳感器的力值為何值。由于數(shù)字系統(tǒng)特性,它無(wú)需砝碼的標(biāo)定, 就可測(cè)出所施加的力值( 或質(zhì)量值) , 這就是數(shù)字系統(tǒng)與傳統(tǒng)模擬稱重系統(tǒng)最主要的本質(zhì)上的差別。由此引入的稱重新理念, 使我們對(duì)數(shù)字稱重系統(tǒng)有了更深層次、更新穎的認(rèn)識(shí), 這一特性奠定了數(shù)字稱重系統(tǒng)無(wú)砝碼校驗(yàn)的基礎(chǔ), 這種性能在工業(yè)領(lǐng)域顯得更突出。
( 2) 數(shù)字稱重系統(tǒng), 可對(duì)該系統(tǒng)內(nèi)的每一只傳感器單獨(dú)尋址。從而可對(duì)每只傳感器進(jìn)行監(jiān)控、故障辨認(rèn), 以及可以單獨(dú)處理每只傳感器的稱重信息, 大大提高了稱重系統(tǒng)的控制能力和靈活性。而不象傳統(tǒng)的模擬系統(tǒng), 當(dāng)一臺(tái)由多只傳感器組成的大型衡器, 這些傳感器是被并聯(lián)起來(lái)使用, 每一只獨(dú)立的傳感器的特征已不能被區(qū)別, 而且在調(diào)節(jié)每一只傳感器受力的均勻性時(shí), 互相間會(huì)有影響, 這不僅要經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)整才能達(dá)到滿意的結(jié)果, 而且還破壞了各只傳感器原有的計(jì)量特性。數(shù)字稱重系統(tǒng)對(duì)每只傳感器單獨(dú)尋址的特點(diǎn),對(duì)實(shí)現(xiàn)“ 自診斷”、監(jiān)控、易于維修等都是模擬稱重系統(tǒng)不能相比的。
( 3) 數(shù)字稱重系統(tǒng)可以直接處理每一只傳感器提供的原始稱重?cái)?shù)據(jù), 每只傳感器可提供高于20bit的分辨力, 相當(dāng)于1, 000, 000 個(gè)計(jì)數(shù), 四支傳感器的系統(tǒng)就可提供4×1, 000, 000 個(gè)計(jì)數(shù)供分析, 就配料系統(tǒng)而言, 這樣高的分辨力對(duì)添加小量物料更有利。由于數(shù)字稱重系統(tǒng)是先對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行分析處理,這樣就有可能在導(dǎo)致不正確的稱重結(jié)果之前, 就可以發(fā)現(xiàn)那些傳感器的輸出是否超過(guò)預(yù)定范圍和出現(xiàn)錯(cuò)誤。
這三方面的新概念, 使得數(shù)字稱重系統(tǒng)比起傳統(tǒng)的模擬稱重系統(tǒng)又上了一個(gè)新臺(tái)階, 使得數(shù)字稱重系統(tǒng)更易與現(xiàn)今工業(yè)控制發(fā)展的潮流—現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)和控制網(wǎng)絡(luò)、信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相接軌。
三、數(shù)字系統(tǒng)的類型
基本上可分為兩類: 數(shù)字傳感器和數(shù)字接線盒這兩類系統(tǒng)的主要不同點(diǎn)在于, 前者將模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字電路、微處理器等裝入傳感器的外殼內(nèi), 而后者則是將相同功能的電路裝在傳感器附近的單獨(dú)的殼體內(nèi)。
( 1) 數(shù)字傳感器: 它通常包括“ 簡(jiǎn)單”的數(shù)字傳感器和“ 聰明或靈巧”的數(shù)字傳感器。
簡(jiǎn)單的數(shù)字傳感器是指將數(shù)模轉(zhuǎn)換器和電子線路裝在傳感器的外殼內(nèi), 有的還對(duì)傳感器的線性做修正, 能將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸出。這種傳感器現(xiàn)已很少有廠家生產(chǎn)。聰明或靈巧的數(shù)字傳感器, 雖然同樣是將數(shù)模轉(zhuǎn)換器、數(shù)字電路和微處理等裝入傳感器外殼內(nèi), 但它能對(duì)傳感器的線性、滯后、蠕變、零點(diǎn)和量程的溫度效應(yīng)進(jìn)行所謂數(shù)字化補(bǔ)償。并可儲(chǔ)存?zhèn)鞲衅鞯挠嘘P(guān)數(shù)據(jù)和參數(shù), 能通過(guò)專用的顯示器輸入指令; 輸出用數(shù)字ASCⅡ編碼的數(shù)字信號(hào); 能提供RS485 或RS488 接口, 這就是目前廣為使用的數(shù)字傳感器。這
類數(shù)字傳感器近年來(lái)之所以得到大家的認(rèn)可, 主要是由于傳感器的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和可靠性越來(lái)越高, 另一方面是因?yàn)閿?shù)字電路的價(jià)格大幅度下降, 所以使數(shù)字傳感器在一般場(chǎng)合的使用中能對(duì)傳統(tǒng)的模擬式傳感器形成明顯的競(jìng)爭(zhēng)力。使用戶在增加不多的費(fèi)用情況下, 也能使用高技術(shù)的產(chǎn)品。
( 2) 數(shù)字接線盒: 它分為有顯示功能和無(wú)顯示功能兩種, 表面上看它們與傳統(tǒng)的模擬顯示器毫無(wú)區(qū)別, 但本質(zhì)上確有根本的不同。傳統(tǒng)的顯示器加上傳感器, 如果不經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)砝碼校準(zhǔn), 是不能用來(lái)測(cè)量質(zhì)量的量值。而數(shù)字接線盒, 只要由鍵盤輸入與之相連接的傳感器的靈敏度值就可用來(lái)測(cè)量質(zhì)量的量值。較早的數(shù)字接線盒只有一個(gè)輸入通道, 而近來(lái)廠家提供的數(shù)字接線盒, 一般有四個(gè)輸入通道, 有的甚至更多。它與傳統(tǒng)的顯示器之間還有一個(gè)明顯的差別, 就是它具有對(duì)所接傳感器單獨(dú)尋址的功能, 并能存儲(chǔ)有關(guān)的參數(shù)。與數(shù)字傳感器一樣, 可通過(guò)專用的顯示器或PC 機(jī)對(duì)其監(jiān)控, 構(gòu)成所需的稱重儀。它與數(shù)字傳感器的差別是不能對(duì)傳感器的計(jì)量特性( 除線性
外) 進(jìn)行補(bǔ)償。
四、數(shù)字傳感器與數(shù)字接線盒的比較
首先介紹一下最早研制數(shù)字傳感器和數(shù)字接線盒的目的。1980 年某公司提出了數(shù)字( DigitalTM) 傳感器的概念, 試圖用來(lái)克服大型衡器, 如罐秤、汽車衡在現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)和調(diào)整四角偏差時(shí)的困難。某公司也基于相似
的考慮, 開始進(jìn)行這方面的研制工作。而某公司和某公司則是為了配料、包裝等稱重系統(tǒng),也提出了數(shù)字系統(tǒng)的概念, 并開發(fā)了相應(yīng)的產(chǎn)品。
某 公司和某 公司開發(fā)的系統(tǒng), 是可以使用傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)傳感器, 作為敏感元件的所謂數(shù)字接線盒, 雖然某公司也研制過(guò)數(shù)字傳感器, 但根據(jù)他們的經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為, 在大型衡器和汽車衡方面使用數(shù)字接線盒更有利。
數(shù)字傳感器與數(shù)字接線盒各有優(yōu)缺點(diǎn), 以下就它們之間的主要差異作一分析。兩者間的最主要差別在于: 數(shù)字傳感器能對(duì)傳感器的溫度性能、線性、滯后和蠕變進(jìn)行數(shù)字補(bǔ)償, 用微處理器對(duì)應(yīng)變計(jì)的這些特性進(jìn)行補(bǔ)償, 從理論上講, 要比傳統(tǒng)的模擬補(bǔ)償方法更為精確、有效。我認(rèn)為這種補(bǔ)償方法隨著數(shù)字傳感器生產(chǎn)量的增大, 補(bǔ)償設(shè)備的改進(jìn), 成本會(huì)越來(lái)越低, 不僅可以避免手工操作和人為因
素, 還可提高效率。因?yàn)橹恍鑼⒚恐粋鞲衅餍阅茉囼?yàn)的測(cè)量數(shù)據(jù), 經(jīng)計(jì)算后, 就可將補(bǔ)償參數(shù)下載到數(shù)字傳感器的存儲(chǔ)器內(nèi), EP 可完成補(bǔ)償。另一方面,由于整個(gè)電子線路是安裝在傳感器的外殼內(nèi), 與應(yīng)變計(jì)是“ 零距離”這樣可以大幅度降低噪聲和干擾,使數(shù)字傳感器獲得極高的分辨力, 一般可達(dá)20bit以上。有的廠家認(rèn)為經(jīng)數(shù)字補(bǔ)償后可提高傳感器的精度級(jí)別。但也有廠家不同意這樣的觀點(diǎn), 認(rèn)為數(shù)字補(bǔ)償并不能提高傳感器的基本性能。有一種觀點(diǎn)認(rèn)為, 模擬傳感器僅包含11 個(gè)左右元件和30 個(gè)焊點(diǎn), 而數(shù)字傳感器包含有近60 個(gè)電子元、器件和多達(dá)350 個(gè)焊點(diǎn), 這樣數(shù)字傳感器的可靠性要比模擬式傳感器差得多。
我認(rèn)為這種觀點(diǎn), 雖然有一定理論依據(jù), 但過(guò)于片面, 因?yàn)槟M稱重系統(tǒng)的顯示器中仍包含有模數(shù)轉(zhuǎn)換器、放大器、微處理器, 這樣模
擬稱重系統(tǒng)的顯示器要比數(shù)字稱重系統(tǒng)的顯示器的可靠性差。就整個(gè)系統(tǒng)而言, 從可靠性方面考慮應(yīng)差不多, 實(shí)際運(yùn)用中也證明了這點(diǎn)。但在抗沖擊、振動(dòng)等方面, 數(shù)字傳感器的可靠性要稍差一點(diǎn)。數(shù)字式傳感器主要有三個(gè)缺點(diǎn): 第一, 數(shù)字傳感器有
損壞, 不易修復(fù), 特別是一般廠家更沒(méi)有這樣的條件。而模擬傳感器, 只要彈性體沒(méi)有損壞, 一般廠家均有能力修復(fù)。目前數(shù)字傳感器價(jià)格要比模擬傳感器貴很多, 因此它損壞帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失也要大得多。第二, 除柱式傳感器外, 切變梁式、S 型等傳感器不易實(shí)現(xiàn)數(shù)字化, 因?yàn)樗鼈儧](méi)有足夠的空間來(lái)安置所需的電子線路。這對(duì)普及數(shù)字傳感器也是一個(gè)有待解決的問(wèn)題。第三, 由于數(shù)字傳感器的外殼內(nèi)安裝有電子線路, 因此在極低和極高溫度下使用不如模擬傳感器。而現(xiàn)在的模擬傳感器使用溫度, 高溫可達(dá)300℃, 低溫達(dá)- 40℃。
數(shù)字接線盒的最大優(yōu)點(diǎn)在于, 可以不更換傳統(tǒng)的模擬傳感器就可把原有的模擬系統(tǒng)改為數(shù)字系統(tǒng), 并且所需費(fèi)用也不太多, 對(duì)大型衡器而言, 節(jié)省下來(lái)的使用砝碼的校準(zhǔn)費(fèi)用, 就夠買一臺(tái)數(shù)字接線盒。數(shù)字接線盒可以與各種類型、不同廠家的傳感器連接使用, 更有利于對(duì)老系統(tǒng)的改造。這在近期更為適用國(guó)內(nèi)的用戶, 具有廣闊的市場(chǎng)。但由于傳感器與數(shù)字接線盒之間仍有一段傳送小電壓的電纜, 還會(huì)受到干擾和引入噪聲, 使得數(shù)字接線盒的高分辨力打了折扣。另外當(dāng)傳感器的引線受到損壞需要更換時(shí), 往往需重新進(jìn)行溫度補(bǔ)償和校準(zhǔn)。而數(shù)字傳感器與顯示器之間的引線, 只起通訊傳輸作用, 對(duì)它的更換不影響傳感器的計(jì)量性能。
兩種數(shù)字系統(tǒng)都有很大的市場(chǎng)和技術(shù)發(fā)展空間, 從發(fā)展前景而言, 數(shù)字式傳感器應(yīng)更有潛力, 而就近期而言, 特別是對(duì)國(guó)內(nèi)用戶, 數(shù)字接線盒更易被接受。
目前我國(guó)數(shù)字系統(tǒng)主要用于汽車衡, 并且毫無(wú)例外是使用柱式數(shù)字傳感器而在其它方面運(yùn)用數(shù)字系統(tǒng)的還不太多, 我想主要是某公司對(duì)數(shù)字傳感器用于汽車衡的宣傳力度大, 它的四角偏差調(diào)節(jié)和不易作弊的優(yōu)點(diǎn), 已得到用戶的認(rèn)可。而數(shù)字稱重系統(tǒng)在其它方面運(yùn)用的優(yōu)點(diǎn), 還不太為人所知, 特別是在工業(yè)領(lǐng)域, 使用數(shù)字稱重系統(tǒng), 不需用砝碼標(biāo)定帶來(lái)的好處, 還未受到衡器廠家和用戶的認(rèn)識(shí), 對(duì)數(shù)字稱重系統(tǒng)在稱重技術(shù)發(fā)展帶來(lái)的新理念了解不夠, 因此阻礙了數(shù)字稱重系統(tǒng)在我國(guó)的廣泛應(yīng)用。
五、數(shù)字稱重系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)用
1. 無(wú)砝碼全數(shù)字式標(biāo)定。可以說(shuō)只有在數(shù)字稱重系統(tǒng)出現(xiàn)之后, 無(wú)砝碼標(biāo)定衡器才得以重視。對(duì)于工業(yè)領(lǐng)域使用的大量非法制強(qiáng)制管理的衡器, 以及在某些場(chǎng)合或邊遠(yuǎn)地區(qū), 礦井下等, 砝碼數(shù)量不能滿足檢定要求的, 都可使用全數(shù)字無(wú)砝碼標(biāo)定方法, 使衡器得到足夠精度的標(biāo)定。這樣即省力、省時(shí)又可節(jié)約經(jīng)費(fèi)。我們?cè)谀充搹S, 僅花兩天時(shí)間就完成了包括鋼包秤在內(nèi)的七臺(tái)大型衡器的標(biāo)定。我們?cè)褂脭?shù)字接線盒, 進(jìn)行研究和實(shí)驗(yàn), 證明只要秤體設(shè)計(jì)合理, 對(duì)斗秤、罐秤等衡器, 使用數(shù)字式無(wú)砝碼校準(zhǔn), 達(dá)到0.1%( n=2000 分度) 的精度是不成問(wèn)題, 如果衡器的機(jī)械結(jié)構(gòu)合理, 精度能達(dá)到n=3000 分度。使用數(shù)字稱重系統(tǒng), 在標(biāo)定方面節(jié)省的費(fèi)用, 差不多夠補(bǔ)償使用數(shù)字稱重系統(tǒng)所增加的費(fèi)用。另外對(duì)有些衡器現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定很不方便, 甚至有危險(xiǎn), 例如對(duì)20t 軸載秤, 在滿量程現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定時(shí), 由于秤臺(tái)很小,要堆20t 砝碼不僅困難, 而且危險(xiǎn)。若是使用數(shù)字系統(tǒng), 這種工作只需對(duì)該產(chǎn)品由計(jì)量部門進(jìn)行型式批準(zhǔn)( 包含了滿載荷20t 的試驗(yàn)) 。這樣衡器在現(xiàn)場(chǎng)就不需再經(jīng)過(guò)靜態(tài)滿量程校準(zhǔn), 只需用參考車輛進(jìn)行動(dòng)態(tài)或靜態(tài)的實(shí)物標(biāo)定即可。對(duì)于大型衡器, 用不及滿量程五分之一的砝碼標(biāo)定, 還不如使用全數(shù)字無(wú)砝碼標(biāo)定, 更精確。
2. 提高配料系統(tǒng)的精度和靈活性。由于數(shù)字稱重系統(tǒng)具有模擬系統(tǒng)不可達(dá)到的高分辨率( 1, 000, 000計(jì)數(shù)以上) , 數(shù)字系統(tǒng)是對(duì)傳感器輸出的原始信號(hào)事先進(jìn)行處理, 這樣就可以在這些信號(hào)有問(wèn)題時(shí), 事先發(fā)出警告, 在最終稱重結(jié)果出現(xiàn)之前就可以查找差錯(cuò)和問(wèn)題, 具有很好的自診斷能力。對(duì)多只傳感器支承的稱重系統(tǒng), 當(dāng)有一只傳感器出現(xiàn)故障時(shí), 可以先中斷該傳感器的工作, 根據(jù)先前的經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù), 在保證一定精度的條件下完成該次稱重過(guò)程, 這樣就可避免原料的浪費(fèi), 并節(jié)約時(shí)間?？梢钥焖?、甚至是實(shí)時(shí)改變稱重的分度數(shù), 改變配料比例, 加之極高分辨力可提高小量配料的精度, 這些都使配料系統(tǒng)具有更大的靈活性。
3. 易于實(shí)現(xiàn)一機(jī)控制多臺(tái)稱重設(shè)備并具備與其它控制系統(tǒng)兼容的能力。這是由于可對(duì)單只數(shù)字傳感器或數(shù)字接線盒相連的傳感器獨(dú)立尋址, 例如某公司的FT- 03 顯示器就可與12 只數(shù)字傳感器連接, 早年某公司開發(fā)的ALCP ( Ad-vanced Load Cell Protect) 系統(tǒng), 可對(duì)32 臺(tái)設(shè)備, 256個(gè)地址進(jìn)行監(jiān)控, 實(shí)現(xiàn)對(duì)30 個(gè)罐秤( 每臺(tái)有三只傳感器) 的現(xiàn)場(chǎng)每秒一次的掃描監(jiān)控。另外由于數(shù)字系統(tǒng)易于實(shí)現(xiàn)信號(hào)的“ 光隔離”, 具有耐不可預(yù)料的電涌或雷擊造成災(zāi)難性損壞的能力。
4. 運(yùn)用實(shí)例
某公司的數(shù)字系統(tǒng)是使用該公司的專利FIT( Fast Intelligent Transducer) 數(shù)模轉(zhuǎn)換。FIT( 快速智能轉(zhuǎn)換) 具有很好的性能, 與FFT( 快速傅利葉變換) 可供動(dòng)態(tài)測(cè)量, 過(guò)程控制、圖象顯示用。近年該司為家禽產(chǎn)業(yè)設(shè)計(jì)的雞肉包裝系統(tǒng)( 4000X) , 由于使用了具有FIT 的數(shù)字傳感器, 不僅使包裝稱重具有更高的速度( 90 包/分鐘) 和更精確的計(jì)價(jià), 而
且增加了包裝臺(tái)的尺寸, 由18 增大到20 , 并具有12磅( 最高可達(dá)35 磅) 的能力, 改進(jìn)了自動(dòng)操作過(guò)程, 減少生產(chǎn)過(guò)程中的故障時(shí)間。b) Toledo 的數(shù)字傳感器和某 公司的數(shù)字接線盒用于汽車衡, 都是成功的事例。不僅可自動(dòng)調(diào)節(jié)四角偏載誤差, 還可最大限度的避免人為作弊和干擾, 在計(jì)量部門的認(rèn)證許可下, 可在沒(méi)有校準(zhǔn)條件的場(chǎng)合, 使用全數(shù)字無(wú)砝碼標(biāo)定。并易于實(shí)現(xiàn)對(duì)多臺(tái)汽車衡, 直到每一只傳感器的監(jiān)控和維護(hù)。在美國(guó)就有對(duì)多達(dá)800 臺(tái)汽車衡的使用數(shù)字系統(tǒng)管理的實(shí)例。
c) 某 公司是早年提出數(shù)字接線盒概念的廠家之一, 它推出的ALCP 系統(tǒng), 是將模擬傳感器與數(shù)字接線盒結(jié)合在一起的混合式數(shù)字稱重系統(tǒng)。其價(jià)格只比傳統(tǒng)的模擬稱重系統(tǒng)高出10%左右。曾用ALCP 系統(tǒng)對(duì)某機(jī)場(chǎng)的貨運(yùn)系統(tǒng)進(jìn)行改造, 取得了顯著的效果, 得到了用戶的贊賞。ALCP 系統(tǒng)對(duì)大型衡器、復(fù)雜斗秤、配料系統(tǒng)、多傳感器系統(tǒng)均適用。
六、結(jié)束語(yǔ)
數(shù)字式稱重系統(tǒng)是稱重技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì),否則難以與現(xiàn)今控制技術(shù)發(fā)展的潮流現(xiàn)場(chǎng)總線、控制網(wǎng)絡(luò)、信息網(wǎng)絡(luò)的概念相適應(yīng)。數(shù)字稱重概念的引入, 使得衡器在使用傳感器時(shí)與以往有很大差別, 例如在使用已經(jīng)標(biāo)定過(guò)的溫度或壓力傳感器時(shí), 不再需要在實(shí)際運(yùn)用時(shí)再進(jìn)行其它標(biāo)定, 而過(guò)去衡器使用的傳感器, 雖然已經(jīng)過(guò)標(biāo)定, 具有精確的靈敏度值, 但衡器使用時(shí), 不經(jīng)砝碼標(biāo)定就不能使用。只有在數(shù)字式稱重系統(tǒng)概念引入之后, 才可以實(shí)現(xiàn)通過(guò)直接使用傳感器靈敏度值, 無(wú)砝碼校準(zhǔn)/標(biāo)定衡器。這是稱重技術(shù)觀念上的重大改變。
第二, 在前面已指出, 數(shù)字稱重系統(tǒng)能夠廣泛認(rèn)可, 是基于應(yīng)變式傳感器長(zhǎng)期穩(wěn)定性和可靠性的大幅度提高和數(shù)字電路價(jià)格大幅度下降, 使得數(shù)字系統(tǒng)與模擬稱重系統(tǒng)的價(jià)格越來(lái)越接近。因此, 我們要發(fā)展數(shù)字稱重系統(tǒng), 首先要在應(yīng)變式傳感器的穩(wěn)定性和可靠性上下功夫。
由于數(shù)字傳感器使用了有效的數(shù)字補(bǔ)償技術(shù),使得我們?cè)谠O(shè)計(jì)新型傳感器時(shí), 可以把重點(diǎn)放在它的力學(xué)性能合理性方面, 而對(duì)溫度、滯后、蠕變、特別是非線性的影響放在次要地位。另外, 不少?gòu)S家近年都推出稱重組件, 將傳力系統(tǒng)與傳感器結(jié)合在一起,使得秤體的設(shè)計(jì)更為簡(jiǎn)單和規(guī)范。因?yàn)榉Q重組件或稱重模塊的使用, 大大降低了機(jī)械系統(tǒng)引入的誤差,從而也大大提高了數(shù)字系統(tǒng)在無(wú)砝碼校準(zhǔn)時(shí)的精度。例如使用稱重組件的汽車衡, 就有獲得專利的Self- checking mounting system( 自制動(dòng)底座系統(tǒng)) ?？墒钩优_(tái)在加載后即時(shí)恢復(fù)到原來(lái)的位置, 而不再需要汽車衡原有的限位裝置, 提高了衡器的性能, 更利于使用數(shù)字系統(tǒng)。所以數(shù)字系統(tǒng)引入后, 如何減少
機(jī)械傳力系統(tǒng)的誤差, 也是今后設(shè)計(jì)衡器的重點(diǎn), 在最新OIML R76 號(hào)國(guó)際建議的修改稿中, 就規(guī)定稱重模塊的誤差分配系數(shù)Pi 可以為1。即在一稱重系統(tǒng)中可以不考慮機(jī)械和顯示器誤差。第三, 國(guó)內(nèi)已有一些廠家能夠生產(chǎn)數(shù)字傳感器,但對(duì)數(shù)字接線盒的關(guān)注確不夠。
我認(rèn)為, 目前在國(guó)內(nèi)數(shù)字接線盒的使用應(yīng)當(dāng)具有更大的市場(chǎng), 更容易為用戶接受。這是因?yàn)槟壳爸挥猩贁?shù)型式的傳感器才能將數(shù)字電路裝入傳感器的外殼內(nèi)。絕大多數(shù)型式的傳感器還不能構(gòu)成數(shù)字傳感器。而數(shù)字接線盒可對(duì)幾乎所有傳統(tǒng)模擬式的傳感器實(shí)現(xiàn)數(shù)字化, 在不更換原傳感器和機(jī)械結(jié)構(gòu)的情況下, 就可對(duì)原有模擬系統(tǒng)改造, 而且費(fèi)用也不太多。最后要指出, 即使是非強(qiáng)制性管理的稱重系統(tǒng),仍屬法制管理的計(jì)量器件, 仍需通過(guò)有關(guān)部門的型式批準(zhǔn)。數(shù)字系統(tǒng)有很多優(yōu)點(diǎn), 現(xiàn)在才是初步運(yùn)用, 有廣闊的發(fā)展空間, 只有通過(guò)更多的運(yùn)用和實(shí)踐才能更深層次的發(fā)現(xiàn)數(shù)字稱重技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。

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