數(shù)字地磅接線及調(diào)試方法研究

數(shù)字式稱重技術(shù)逐漸取代模擬電子稱重，數(shù)字式地磅已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于礦山、化工等行業(yè)貿(mào)易結(jié)算，數(shù)字地磅正確的安裝調(diào)試技術(shù)是地磅準(zhǔn)確計量的可靠保證。
引言
隨著電子測量技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用數(shù)字式稱重技術(shù)的數(shù)字式汽車衡已成為電子地磅技術(shù)發(fā)展中先進(jìn)水平的代表和未來地磅技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。數(shù)字地磅以它防作弊和調(diào)試方便的優(yōu)勢，已經(jīng)逐步地取代模擬地磅。本文以數(shù)字地磅的安裝調(diào)試的一些經(jīng)驗進(jìn)行交流和共享。

1.數(shù)字地磅組成

圖 1 所示，數(shù)字式地磅主要由數(shù)字式傳感器、數(shù)字式接線盒以及數(shù)字式地磅儀表組成。
1.1數(shù)字式傳感器

數(shù)字式傳感器的概念是與輸出模擬信號的模擬傳感器相對而言的，數(shù)字式傳感器是指可輸出數(shù)字信號的傳感器。現(xiàn)階段使用的數(shù)字式傳感器包括模擬傳感器、 A/D 轉(zhuǎn)換電路、控制單元、數(shù)據(jù)通信接口（如圖 2 所示）。

1.2數(shù)字傳感器的接口

數(shù)字式傳感器與數(shù)字儀表之間的信號傳輸一般都采用命令式數(shù)字通信方式來進(jìn)行，如 RS232、RS485 等，其中以 RS485 方式最多。 RS485 通信的

特點是傳輸距離遠(yuǎn)，通信可靠性高，可以實現(xiàn)以總線為基礎(chǔ)的多設(shè)備網(wǎng)絡(luò)方式通信等特點。RS485 通常有半雙工和全雙工兩種工作方式，如圖 3 所示。

從圖 3 可以看出，半雙工方式通信雙方采用一組信號線進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，一方（A 或 B）發(fā)送時另一方（B 或 A）只能接收，不能雙方同時發(fā)送數(shù)據(jù)或接收數(shù)據(jù)。而全雙工方式的通信雙方通過兩組信號線分別作為數(shù)據(jù)發(fā)送和接收，通信雙方在發(fā)送數(shù)據(jù)的同時均可接收數(shù)據(jù)。

以上兩種通信方式在數(shù)字式傳感器中均有用到。采用半雙工方式的數(shù)字傳感器通常被稱為四線制（兩根信號線加兩根電源線）數(shù)字傳感器，采用全雙工方式的數(shù)字傳感器通常被稱為六線制

（四根信號線加兩根電源線）數(shù)字傳感器。四線制數(shù)字傳感器和六線制數(shù)字傳感器的引線定義如圖4所示。

2.數(shù)字傳感器與接線盒的連接

面說過，數(shù)字傳感器分四線制和六線制兩種方式，下面分別說明一下兩種制式傳感器連線接入數(shù)字接線盒的方法。

2.1四線制數(shù)字傳感器接入接線盒

線制傳感器一般使用四線制接線盒。數(shù)字傳感器與接線盒連接按 “同名接線端相連 ” 的原則進(jìn)行連接，即傳感器電源 V+接接線盒中的 V+，

傳感器 V-接接線盒 V-，信號正（T+/R+）接接線盒的信號正（T+/R+），信號負(fù) （T-/R-）接接線盒的信號負(fù) （T-/R-），如圖 5 所示。

2.2六線制數(shù)字傳感器接入接線盒

線制數(shù)字傳感器與接線盒連接也是按照“同名接線端相連” 的原則進(jìn)行連接，即傳感器與接線盒之間電源 V+接 V+， V-接 V-，信號發(fā)送正（T+）接信號發(fā)送正（T+），信號發(fā)送負(fù) （T-）接信號發(fā)送負(fù) （T-），信號接收正（R+）接信號接收正（R+），信號接收負(fù) （R-）接信號接收負(fù)（T-），如圖 6 所示。

前面講過六線制的數(shù)字接線盒也可以用于連四線制的數(shù)字傳感器。接入方法為：電源V+、V-依舊按照 “同名端相連” 的原則；信號線接入時，可從六線制數(shù)字接線盒的四個信號線端子中任選兩個作為信號線連接端子進(jìn)行接線，其余的傳感器包括信號總線連接入接線盒時，都按照第一個傳感器的連接方式（連接端子位置）連接。如圖 7 所示。

2.3新型 PDX 數(shù)字傳感器無接線盒連接

如圖 8 所示， PDX 所使用的通信技術(shù)更為先進(jìn)和智能化，網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)更具有可維護性，傳感器之間采用 “鏈?zhǔn)?nbsp;” 連接方式，傳感器所需
的工作電源和通信由同一根電纜承擔(dān) 。

POWERCELL PDX 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)取消了接線盒，減少了電纜及連線工作量，提供了清晰的網(wǎng)絡(luò)連接情況，降低了由于反射而引起的通信出錯率。

3.數(shù)字接線盒與數(shù)字儀表的連接

數(shù)字接線盒連接數(shù)字儀表是通過一條信號總線連接。接線原則要根據(jù)數(shù)字傳感器的線制來決定。四線制數(shù)字接線盒與儀表按 “ 同名端連接 ” 原則進(jìn)行連接。六線制數(shù)字接線盒與儀表是按照“電源同名端連接”， “信號線發(fā)送連接接收，正對正，負(fù)對負(fù) ” 的原則接線。如圖 9（a）、（b）所示，分別是四線制和六線制數(shù)字接線盒與數(shù)字儀表的總線連接方法示意。

按照六線制全雙工 RS485 方式的數(shù)字傳感器來定義的。可以按前面講的連接原則 (電源同名端，信號 “發(fā)” 接 “收”，正接正，負(fù)接負(fù)) 接六線制全雙工 RS485 方式的數(shù)字傳感器。如圖 10 所示。

四線制（RS485 半雙工方式）時，應(yīng)采用半雙工方式連接，此時在做總線連接頭時應(yīng)采用圖10 的連法。圖 11 中，在總線連接 9 芯 D 型插頭時，應(yīng)將 2、 3 腳短接，作為數(shù)字傳感器的信號負(fù)（T-/R-），將 4、 5 腳短接作為數(shù)字傳感器的信號正（T+/R+）。

4.數(shù)字傳感器編址

安裝新秤或更換傳感器時，一定要通過儀表給每個傳感器分配地址。每個傳感器內(nèi)部已包了一個唯一的出廠號，在安裝到秤上時，還應(yīng)它分配一個網(wǎng)絡(luò)地址。稱重儀表具有兩種編址（即分配地址）方法，無論是自動編址還是手動編址都很方便，用戶可以根據(jù)不同的情況選擇不同的編址方法。

手動編址方式適用于新秤安裝及老秤更換傳感器的情況。在手動編址方式，儀表先搜索每一個傳感器的出廠號，再給它分配一個隨機地址，并將上述數(shù)據(jù)列表顯示在屏幕上，操作人員可以在屏幕上方便地修改傳感器的地址。在知道所有傳感器在秤上的位置及出廠號的情況下，使用手動編址比較方便。

調(diào)試方法與規(guī)律

圖 12 完成儀表、傳感器設(shè)置后，接下來查看安裝在秤臺上的每個數(shù)字傳感器的受力。

根據(jù)空秤時每個傳感器輸出的數(shù)據(jù)分析和調(diào)平秤臺。秤臺調(diào)平工作是最關(guān)鍵的一步操作，如果完成的好，會為整個系統(tǒng)長期穩(wěn)定性帶來很大的好處，也有利于獲得高計量精度和極低的系統(tǒng)誤差。一臺安裝良好的數(shù)字地磅，首先應(yīng)是每個傳感器受力都比較均勻，在空秤時應(yīng)符合以下要求。

邊角上的 4 個傳感器，受力最大的與最小的兩只傳感器的數(shù)字相差應(yīng)不大于其中最小傳感器數(shù)值的30%。中間幾個受力最大的與最小兩只傳感器的數(shù)字相差應(yīng)不大于其中最小傳感器數(shù)值的30%。同一軸線位置（比如圖 12 中的 1 號角位與8號角位）上的兩只傳感器受力差值應(yīng)小于其中小值的 20％。中間的傳感器空秤輸出值等于邊角傳感器輸出值的 1.5～2 倍。
角差調(diào)試，選用合適重量的砝碼進(jìn)行壓角。

一般按以下公式進(jìn)行選擇：

壓角砝碼重量≥最大秤量/(傳感器數(shù)量－1)

儀表修正角差有自動和手動兩種方式。建議用自動角差修正來調(diào)角差，因為自動角差修正無須關(guān)心壓角砝碼是否存在重量誤差，調(diào)角操作方便，修正精度高。

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