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李振勝

1  引言

    電子秤是稱(chēng)重技術(shù)中的一種新型儀表，廣泛應(yīng)用于各種場(chǎng)合。電子秤與機(jī)械秤比較有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低、實(shí)用價(jià)值強(qiáng)、維護(hù)方便等特點(diǎn)，可在各種環(huán)境工作，重量信號(hào)可遠(yuǎn)傳，易于實(shí)現(xiàn)重量顯示數(shù)字化，易于與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。電子秤還具有自動(dòng)零點(diǎn)追蹤，超負(fù)荷顯示自動(dòng)熄滅之特點(diǎn)。將機(jī)械磅秤、地上衡/地中衡（汽車(chē)衡）、軌道衡等裝上力敏傳感器和單片機(jī)控制的智能稱(chēng)重儀表即成為智能數(shù)字式機(jī)電秤（或機(jī)電兩用秤），提高了機(jī)械秤的計(jì)量精度，具有造價(jià)低廉、可靠性高、安裝簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，且不影響原機(jī)械秤任何傳力結(jié)構(gòu)。還有去皮、置零、累計(jì)次數(shù)、累計(jì)重量（計(jì)價(jià)型的累計(jì)金額）、零位自動(dòng)調(diào)整、自動(dòng)跟蹤等功能。稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)可直接打印或經(jīng)計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)傳送，工業(yè)用秤可提高工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量，商貿(mào)用秤可提高結(jié)算信譽(yù)，帶來(lái)不可估量的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。本文介紹的機(jī)械秤改電子秤模塊原理框圖如圖1所示。

圖1  機(jī)械秤改電子秤模塊原理

2  機(jī)電秤模塊的結(jié)構(gòu)與調(diào)校

    機(jī)械秤改電子秤模塊簡(jiǎn)稱(chēng)“機(jī)電秤模塊”。一般為分體式（由荷重感應(yīng)器和儀表組成），也可以是一體化模塊。按機(jī)械秤類(lèi)型分為：臺(tái)秤型模塊（50kg~1 000kg）、地上衡模塊（2t~10t）、地中衡模塊（15t~80t）、軌道衡模塊（100t~300t），其它如鋼材秤、料斗秤、包裝秤、配料秤、天軌秤、牲畜秤、車(chē)載秤、專(zhuān)用收購(gòu)秤等為“轉(zhuǎn)移機(jī)電秤模塊”。這些模塊均已根據(jù)目標(biāo)秤的杠桿比算好了感應(yīng)器的傳力比，并在儀表程序中設(shè)置好積分次數(shù)、積分時(shí)間、相應(yīng)的數(shù)字濾波深度等參數(shù)，用戶(hù)只需要在機(jī)械秤臺(tái)面上鉆二個(gè)孔即可完成安裝。加上砝碼，按鍵就可完成秤的準(zhǔn)確度標(biāo)定。臺(tái)秤改造過(guò)程半小時(shí)即可全部完成，感應(yīng)器的安裝位置因機(jī)械秤型號(hào)不同而不同，但都要求垂直度好，傳力桿不允許與其它物體接觸。安裝完畢插上9芯電纜，開(kāi)機(jī)預(yù)熱5分鐘合上儀表的SW開(kāi)關(guān)，即可進(jìn)入準(zhǔn)確標(biāo)定狀態(tài)。參數(shù)顯示全部菜單式：依次在1/1000~1/3000精度范圍內(nèi)選擇合適的分度值1、2、5，選擇最大量程SP選擇小數(shù)點(diǎn)位置Pt，標(biāo)定空秤零點(diǎn)（此時(shí)，秤盤(pán)上不能放任何東西），放上前面輸入滿(mǎn)量程數(shù)的四等標(biāo)準(zhǔn)砝碼，顯示標(biāo)定砝碼重量，斷開(kāi)SW狀態(tài)，標(biāo)定即告結(jié)束。

3  機(jī)電秤使用

    將機(jī)械秤改成電子秤后，未破壞原機(jī)械秤結(jié)構(gòu)。若停電，抬起傳力桿，機(jī)械秤仍可照常使用。
    機(jī)電秤可以進(jìn)行置零、去皮、累計(jì)重量、累計(jì)次數(shù)、毛重、凈重、打印、串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)炔僮鳌x表可直接插入16行或24行微型打印機(jī)對(duì)稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行打印。打印格式為“序號(hào)重量”，序號(hào)3位，重量位數(shù)根據(jù)設(shè)定，單位為kg，顯示器共7位，可顯示累計(jì)重量999 999.9kg或t和99 999次。數(shù)據(jù)輸出采用RS-232C串行通訊，可直接與微機(jī)連接，數(shù)據(jù)發(fā)送方式為起始-停止位發(fā)送，波特率2 400bps，起始位1bit，停止位1bit，數(shù)據(jù)位8bits以ASCⅡ方式先低位后高位輸出。

4  工作原理

    電子秤基本上由傳感器、放大電路、A/D變換電路、單片機(jī)控制顯示部分、開(kāi)關(guān)矩陣電路、鍵盤(pán)電路及電源電路組成。傳感器將重量信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)，經(jīng)放大后送入A/D變換成脈沖數(shù)重量，經(jīng)過(guò)單片機(jī)控制下將模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。這個(gè)數(shù)字量經(jīng)單片機(jī)程序轉(zhuǎn)換成與實(shí)際重量一致的數(shù)字值送顯示窗顯示。單片機(jī)同時(shí)對(duì)鍵盤(pán)及開(kāi)關(guān)矩陣進(jìn)行監(jiān)測(cè)。根據(jù)輸入的參數(shù)值，程序作出相應(yīng)的處理。電源電路提供各部分的工作電壓。微處理器采用如8050、HD404418F、8031等CPU。主板通用性很強(qiáng)，不同量程和分度值的秤，僅需調(diào)整主板上的跳線(xiàn)和撥碼開(kāi)關(guān)就可實(shí)現(xiàn)，唯一不同的是配用的傳感器的額定承載能力。

    電子秤的工作原理圖如圖2所示。

圖2  電子秤原理

    傳感器是把力轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，在電子秤起著重要的作用。傳感器的安裝和保養(yǎng)工作好壞會(huì)直接影響電子秤的精度。由于電子秤的工作原理及本身結(jié)構(gòu)決定，不能承受側(cè)向力或超載，傳感器不能隨意亂放亂掉以避免傳感器損壞，在使用時(shí)盡量避免超載，因?yàn)槌d后會(huì)造成傳感器性能變差。傳感器不能受潮，因?yàn)槭艹焙髸?huì)使傳感器的絕緣性能變差，造成傳感器損壞或性能下降，所以在露天或濕度較大的地方，在使用時(shí)應(yīng)在傳感器四周隙縫和插頭座之間加防水膠或防潮膠，再加上防護(hù)罩，以免陽(yáng)光或熱源直射傳感器造成溫度誤差。傳感器如不使用應(yīng)放上防潮劑，放在干燥的地方。

5  機(jī)電秤模塊維護(hù)

    儀表安裝的地方應(yīng)保持清潔，其環(huán)境溫度符合要求，無(wú)腐蝕性氣體，在振動(dòng)地方要加減震措施。儀表的電網(wǎng)最好與強(qiáng)電設(shè)備分開(kāi)，并遠(yuǎn)離強(qiáng)磁場(chǎng)地方。儀表的外殼需要有良好的接地裝置。儀表的傳感器與顯示器連線(xiàn)應(yīng)用屏蔽導(dǎo)線(xiàn)，連接導(dǎo)線(xiàn)不宜過(guò)長(zhǎng)。儀表如長(zhǎng)期不使用要定期通電試驗(yàn)，防止儀表受潮霉變，在使用時(shí)一定要注意傳感器和儀表對(duì)號(hào)。
    電子秤的調(diào)校：一般只進(jìn)行零位調(diào)校。
    當(dāng)最初安裝、磅重系統(tǒng)相關(guān)部分作出改變或者準(zhǔn)確度漂移時(shí)，顯示器應(yīng)重新調(diào)校，不同的電子秤有不同的操作方法。下面以PT650顯示器為例，說(shuō)明一下機(jī)電秤的調(diào)校過(guò)程。
    準(zhǔn)備工作：① S1、S2預(yù)置好；② J16短接；③ 通電。
    零位調(diào)校：當(dāng)傳感器上無(wú)加載時(shí)，要求橋路輸出為0。但由于傳感器橋路不完全平衡以及放大器輸入回路電橋本身可能不平衡，使在傳感器上無(wú)加載時(shí)放大器有輸出，因此必須調(diào)整零位。接上電源后，顯示器出現(xiàn)“CAL”字樣，幾秒后顯示器熄滅，零位指示燈亮著，檢查磅面是否空載，否則必須清除載重。在磅面空載而指示燈熄滅的情況下，按“ON/OFF”，顯示器顯示“....”，表明零位調(diào)校成功。當(dāng)零位調(diào)校完成后，顯示器所有小數(shù)位應(yīng)亮著。將J16回復(fù)開(kāi)路，顯示器將全部亮著，兩秒后，顯示磅面負(fù)載。移走砝碼，檢查零位，如有需要?jiǎng)t可重新調(diào)校。