本文首先討論了量程的選擇，接著分析了準(zhǔn)確度的選擇、常用防爆型式在電子秤中的應(yīng)用，最 后研究了對(duì)稱(chēng)量顯示單元的選擇。因此本文具有深刻的理論意義和廣泛的實(shí)際應(yīng)用。

1.引言

電子秤是一種用力一電變換原理將非電量的重力轉(zhuǎn)變?yōu)殡?/span> 量的稱(chēng)重設(shè)備，而實(shí)現(xiàn)這一目的的裝置即為稱(chēng)重傳感器（即通稱(chēng)的一 次儀表）。目前工礦企業(yè)選用的電子式汽車(chē)衡或軌道衡的稱(chēng)重傳感器 普遍采用電阻應(yīng)變剪切梁式傳感器，其稱(chēng)重載荷可由幾十噸至上百 噸，工作原理簡(jiǎn)述如下：

傳感器由兩個(gè)部分組成：一為彈性敏感元件，其作用是將待測(cè) 量轉(zhuǎn)變?yōu)閺椥泽w的應(yīng)變值。二為電阻應(yīng)變片，它作為一種傳感元件 負(fù)責(zé)將彈性體的應(yīng)變值同步轉(zhuǎn)換為電阻值的變化值。傳感器通過(guò)上 述變化后，必須將其轉(zhuǎn)換成電流或電壓值后才能進(jìn)行測(cè)量和顯示。 工業(yè)上通常采用惠斯頓電橋?qū)D(zhuǎn)換量進(jìn)行測(cè)量。目前電阻應(yīng)變片式 稱(chēng)重傳感器共有四種形式，即膠質(zhì)密封式、橡膠密封式、硅膠密封式 和焊接密封式等四種。

2.量程的選擇

稱(chēng)重傳感器在實(shí)際使用時(shí)，應(yīng)考慮秤體的重量以及振動(dòng)、沖 擊、偏載等情況。因此，不同稱(chēng)量系統(tǒng)選用稱(chēng)重傳感器量程的原則也 有所差別。作為一般規(guī)則，可按下述辦法選擇：

1、單稱(chēng)重傳感器靜態(tài)稱(chēng)重系統(tǒng)

固定負(fù)荷（秤臺(tái)、容器等)+變動(dòng)負(fù)荷（需稱(chēng)量的負(fù)荷稱(chēng)重傳感 器額定負(fù)荷>60%。

2、多稱(chēng)重傳感器靜態(tài)稱(chēng)重系統(tǒng)

固定負(fù)荷（秤臺(tái)、容器等)+變動(dòng)負(fù)荷（需稱(chēng)量的負(fù)荷稱(chēng)重傳感 器額定負(fù)荷>稱(chēng)重傳感個(gè)數(shù)>60%。其中60%的系數(shù)即是考慮振動(dòng)、 沖擊、偏載等因素而加的。

在稱(chēng)重傳感器量程的選擇中，還應(yīng)注意下述事項(xiàng)：首先，所選 擇的稱(chēng)重傳感器的容量應(yīng)盡量符合生產(chǎn)廠(chǎng)家的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品系列中的 值，否則，選用了非標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，不但價(jià)格高，而且損壞后難以替換，其 次，在同一稱(chēng)重系統(tǒng)中，不允許選用額定負(fù)荷不同的稱(chēng)重傳感器，否 則，系統(tǒng)將無(wú)法正常工作。再者，所謂變動(dòng)負(fù)荷是指加于稱(chēng)重傳感器 的實(shí)際負(fù)荷，若從秤臺(tái)稱(chēng)重傳感器之間有倍乘或倍減機(jī)構(gòu)（如杠桿系 統(tǒng)），則應(yīng)考慮其影響。

3、準(zhǔn)確度的選擇

稱(chēng)重傳感器準(zhǔn)確度等級(jí)的選擇，以滿(mǎn)足稱(chēng)重系統(tǒng)的準(zhǔn)確度要求 為準(zhǔn)，切不可片面追求高的準(zhǔn)確度等級(jí)。若在同一稱(chēng)重系統(tǒng)內(nèi)使用 了 n只并聯(lián)使用的結(jié)構(gòu)相同、型式相同，額定負(fù)荷相同的稱(chēng)重傳感 器，則由誤差傳遞公式可得，其綜合誤差6r為：6r=6/根號(hào)n

式中：6 —單個(gè)稱(chēng)重傳感器的綜合誤差

n —稱(chēng)重傳感器的個(gè)數(shù)

因此，由上式可以看出，n個(gè)稱(chēng)重傳感器并聯(lián)后，其總的綜合 誤差6r是單個(gè)稱(chēng)重傳感器綜合誤差的1/倍。即總的綜合誤差 反而小了。這是由于單個(gè)稱(chēng)重傳感器的誤差可看作是服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律 的，它有大，有小，有正，有負(fù)在并聯(lián)后，其誤差相互抵消一部分，所 以總的綜合誤差反而小了。另外，電子稱(chēng)重系統(tǒng)一般由三大部分組 成，它們是稱(chēng)重傳感器、稱(chēng)重顯示器和機(jī)械構(gòu)件。設(shè)稱(chēng)重系統(tǒng)的綜合 誤差為1，一般稱(chēng)重傳感器取0.7。由此，不難對(duì)稱(chēng)重傳感器的準(zhǔn)確 度作出選擇。

4.常用防爆型式在電子秤中的應(yīng)用

電子秤系統(tǒng)主要由稱(chēng)重傳感器、接線(xiàn)盒及稱(chēng)重顯示控制器三 部分組成，另外還包括遠(yuǎn)程顯示器等選配件，以下就這幾部分分別 予以介紹。

1.稱(chēng)重傳感器：

本質(zhì)安全型防爆稱(chēng)重傳感器是目前最常見(jiàn)的防爆稱(chēng)重傳感器， 它主要采用本質(zhì)安全型防爆型式.在稱(chēng)重傳感器內(nèi)部的所有電路都 按照本質(zhì)安全電路的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)制造，具有成本低、適用危險(xiǎn)區(qū) 域范圍廣等特點(diǎn)，因而成為防爆稱(chēng)重傳感器的主導(dǎo)產(chǎn)品。根據(jù)故障 條件，本質(zhì)安全型防爆稱(chēng)重傳感器可細(xì)分為ia和ib兩個(gè)等級(jí)。

另外，澆封型防爆型式在防爆稱(chēng)重傳感器應(yīng)用中也較為常見(jiàn)，即將 應(yīng)變計(jì)、接線(xiàn)板等元器件用澆封劑進(jìn)行澆封，使傳感器電氣部分與 周?chē)谋ㄐ曰旌衔镞M(jìn)行隔離，從而起到防爆作用。

2.接線(xiàn)盒：

防 爆接 線(xiàn) 盒作 為 一 種 最 常 見(jiàn) 的 防爆產(chǎn) 品 . 其 常 用 的 防 爆 型 式 有 本質(zhì)安全型“ ”隔爆型 ”和增安型“ ”

本質(zhì)安全型防爆接線(xiàn)盒就是將接線(xiàn)盒內(nèi)的接線(xiàn)板嚴(yán)格按照本質(zhì) 安全電路的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)制造，接線(xiàn)盒外殼一般要求具備一定的防 護(hù)等級(jí)（最低要求為IP20)，以保證電路的本質(zhì)安全性能不因外部的 導(dǎo)電部件的接近而受到損害。

隔 爆型 防爆接線(xiàn)盒就是將 普通接 線(xiàn) 板安 裝在 隔 爆外 殼 中 ， 這種 接線(xiàn)盒不會(huì)因滲透到外殼內(nèi)部的可燃性混合物在內(nèi)部爆炸而損壞， 而且不會(huì)引起外部由一種、多種氣體或蒸氣形成的爆炸性環(huán)境的點(diǎn) 燃。增安型防爆接線(xiàn)盒就是將接線(xiàn)盒殼體及其內(nèi)部的接線(xiàn)板進(jìn)一步 采取措施，例如采用防松動(dòng)螺紋緊固件進(jìn)行導(dǎo)線(xiàn)連接、增大電氣間 隙及爬電距離等措施.提高其安全程度，防止電氣設(shè)備產(chǎn)生危險(xiǎn)溫度、

電弧和火花的可能性，從而不會(huì)引起外部由一種、多種氣體或蒸 氣形成的爆炸性環(huán)境的點(diǎn)燃。接線(xiàn)盒外殼一般要求具有IP54的防護(hù) 等級(jí)。

3.稱(chēng)重顯示控制器：

目前.應(yīng)用于稱(chēng)重顯示控制器上的防爆型式主要有本質(zhì)安全型 “ ”隔爆型 ”和正壓型 ”本質(zhì)安全型防爆稱(chēng)重顯示控制器就是 將稱(chēng)重顯示控制器內(nèi)的電氣線(xiàn)路包括前置放大、A/D轉(zhuǎn)換、電源及 接口部分等均設(shè)計(jì)為本質(zhì)安全電路。以保證電路的本質(zhì)安全性能。 具有成本低、適用危險(xiǎn)區(qū)域范圍廣等特點(diǎn)，其缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)周期較長(zhǎng)。 隔爆型防爆稱(chēng)重顯示控制器就是將普通稱(chēng)重顯示控制器安裝在隔 爆外殼中，這種型式的防爆稱(chēng)重顯示控制器因具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，維護(hù) 方便等特點(diǎn)而得到廣泛的應(yīng)用，但它的缺點(diǎn)是外形比較笨重，成本 較高。正壓型防爆稱(chēng)重顯示控制器就是將普通稱(chēng)重顯示控制器安裝 在正壓外殼中，向外殼中通入保護(hù)氣體，并保持外殼內(nèi)部保護(hù)氣體 的壓力高于周?chē)ㄐ原h(huán)境的壓力，阻止外部混合物進(jìn)入外殼。從 而達(dá)到防爆的目的

另外,防爆遠(yuǎn)程顯示器常用的防爆型式有隔爆型d和增安型e.

4.對(duì)稱(chēng)量顯示單元的選擇

稱(chēng)量顯示單元即通稱(chēng)的二次儀表，分為模擬式和數(shù)字式2大 類(lèi)。按常規(guī)，企業(yè)應(yīng)選用計(jì)量性能優(yōu)良的數(shù)字型且核心元件為雙積 分式A/D轉(zhuǎn)換器的二次儀表。在具體選型時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：① 應(yīng)選用操作界面為電子觸摸鍵，而不應(yīng)選用琴鍵開(kāi)關(guān)式儀表；②應(yīng) 選用儀表表盤(pán)結(jié)構(gòu)緊湊密封性能優(yōu)良的儀表，盡可能減少環(huán)境介質(zhì) 中的各種腐蝕性有害氣體對(duì)儀表內(nèi)部電子元器件和線(xiàn)路模板的腐 蝕；③在需用計(jì)算機(jī)進(jìn)行集中管理的場(chǎng)合，必須合理選擇合適的數(shù) 據(jù)傳輸系統(tǒng)?？蛇x用A/D轉(zhuǎn)換器經(jīng)數(shù)據(jù)接口輸出代表被稱(chēng)載荷重量 的數(shù)碼后進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳送、通信方式可按具體要求選擇20mA電流 環(huán)，RS232通信方式或RS422通信方式等，波特率可從300- 9600bps 選擇。在需進(jìn)行渚如貿(mào)易結(jié)算、安全防護(hù)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等內(nèi)容的稱(chēng)量 時(shí)，應(yīng)采用打印設(shè)備對(duì)被稱(chēng)量載荷的各項(xiàng)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行打印記錄并 存檔，選用的打印機(jī)應(yīng)和二次儀表相匹配。