地磅（電子汽車衡）基礎操作

*節 汽車衡器的組成及工作原理

一、 汽車衡器的工作原理

被稱重物或載重汽車停在秤臺上，在重力的作用下，秤臺將重力傳遞至傳感器，導致附著在傳感器上的彈性體發生變形，則彈性體應變梁上的應變電阻片及橋路失去平衡，輸出與重量數值成正比的電信號，經線性放大器將信號放大，再經A/D轉換為數字信號，由儀表內的微處理機對重量信號進行處理后直接顯示重量數。配置打印機后，即可打印稱重數據；如配置計算機，可將計量數直接輸入稱重管理系統進行綜合管理。

二、 汽車衡器的組成

? 承重和傳力部分：將物體的重量傳遞給稱重傳感器的全部裝置，包括稱重臺面、吊掛連接單元、安全限位裝置、地面固定件和基礎設施等。

? 稱重傳感器：介于秤臺和基礎之間，將被稱物的重量轉換為相應的電信號，經信號電纜輸出至稱重顯示儀表進行稱量的測試。

? 顯示儀表：用以測量稱重傳感器輸出的電信號，經對電信號處理后，以數碼形式輸出數據。

? 電源：主要指向稱重傳感器提供的橋路激勵電源和儀表線路工作的電源。

SCS系列電子汽車衡主要由秤臺、傳感器、連接件、限位裝置、顯示儀表及接線盒等零部件組成，還可以選配打印機、大屏幕顯示器、計算機和穩壓電源等外部設備。限位器的作用主要是保證稱量結果準確、誤差?。词褂袕娏覜_擊或颶風等橫向力的作用也能使秤安全工作）。限位器主要是防止秤臺橫向移動和左右晃動幅度。

三、汽車衡器的特點和主要用途

SCS汽車衡器與傳統的機械衡器、其它地上衡器相比，有很多顯著的優點：如稱量迅速、準確、靈敏度高，數字顯示、直觀易讀，穩定性、可靠性強，壽命長久，特別是在危險、惡劣環境下，更能體現電子衡器的作用。整個汽車衡器系統有穩定可靠的高精度傳感器和智能化儀表顯示，儀表有高靈敏度、高分辨率、穩定可靠、便于打印的優點，如果與計算機、稱重軟件組成稱重管理系統，還能夠實現稱重的遠距離傳輸、集中自動化管理。

SCS汽車衡的秤體系統也有很多優點，比如：秤體重量輕（平臺為超薄型鋼結構），便于安放、搬運，安裝調試和維護很方便，可以采用淺基坑和無基坑2種安裝形式，基礎施工投資費用低。

SCS汽車衡一般用于港口、礦山、冶金、工廠企業等大宗載重貨物車輛的稱重計算。

四、型號規格

電子汽車衡通常用：SCS-×××表示，其中：*個S代表地上衡；C：代表傳力結構—傳感器；第二個S代表數字顯示；后面的“×××"代表zui大稱量。比如：SCS-80，表示80噸的電子汽車衡。

五、汽車衡的功能介紹

（1）顯示功能

一般能顯示以下內容：毛重、凈重、皮重、超載報警或顯示，有的衡器還可以顯示以下內容：稱重次數、日期、時刻、車號、類別等。

（2）有處理功能

包括：分度值、分度數設定；量程設定；打印記錄等，有的汽車衡還可以根據用戶要求有皮重記憶、凈重分類及累計、日報打印單據、月報打印單據、金額計算、體積計算等處理功能。

六、 現代電子衡器的發展趨勢

稱重傳感器向高準確度、高穩定性及環境適應性更強發展，同時，使用方便、價格成本下降。微電子技術的應用，使數據處理能力不斷增強，單臺秤的可靠性提高，同時形成分布式稱重集中數據管理系統，具有自適應自診斷及對即將發生的故障具有預警功能的電子衡器也會出現。

第二節 秤體結構

一、A型結構采取框架型結構，該結構由直接外購的型鋼焊接而成，工藝簡單，成本較低，技術含量低，是一種不合理結構。一般該種結構采用縱向6根主梁組成，主梁與主梁之間間距較大，間距間的臺面無支撐點，車輛行駛時，必須嚴格沿著秤臺的中心線行使，保證車輪壓在內主梁上，不能跑偏；如果車輛跑偏，車輪沒有壓到縱向承重梁上，秤臺表面會變形彎曲，導致開焊，影響秤重使用。特別是該秤不適用于地中使用。若在地中使用，車輛一旦橫向壓過，中心臺面就會立即下陷，秤臺變形。

二、B型結構采用U型鋼做縱梁的結構方式，該結構縱向一般采用6-8根U型縱梁，一根U型縱梁有2條直邊，相當于A型結構的兩根縱梁，因此B型結構的承重縱梁一般在6*2至8*2之間。他們之間的間距平均不大于30公分，遠遠小于雙排車輪的寬度，因此任何車輛在該秤臺上，無論橫向、縱向行駛，均不會將秤臺臺面壓陷，而且該結構U型槽與臺面為滿焊工藝，從而使U型槽與臺面形成一種箱體結構，使得車輛無論如何行駛，臺面均平整不會變形。

第三節 傳感器

一、 汽車衡稱重傳感器的結構

? 應變電阻片。

? 彈性體。彈性體的功能有2個：首先，它承受傳感器所受到的外力，對外力產生反作用力，達到相對靜平衡；其次，使附著在表面的應變電阻片比較理想的產生變形。

? 檢測電路：功能是將電阻變化轉換為電壓輸出，檢測電路常用惠斯登電橋，因為惠斯登電橋具有很多優點：可以抑制溫度變化的影響；可以抑制側向力干擾；可以比較方便的解決傳感器的補償問題等。

二、 傳感器常用技術參數

? 額定容量：生產廠家給出的傳感器稱量范圍的上限值（單位是t，kg或g）。

? 額定輸出（靈敏度）加額定載荷和無載荷傳感器輸出信號的差值。由于傳感器的輸出信號與所加的激勵電壓有關，所以額定輸出的單位以Mv//V來表示，稱為靈敏度。

? 靈敏度什睿捍 釁魘導識疃ㄊ涑鲇氡瓿貧疃ㄊ涑鮒 疃愿帽瓿貧疃ㄊ涑齙陌俜直取?/font>

? 非線性：稱重傳感器進程校正曲線偏離直線的偏差。

? 輸出阻抗：電源激勵輸入端短路，傳感器未加載荷時，從信號輸出端測得的阻抗。

? 絕緣阻抗：傳感器的電路和彈性體之間的直流阻抗值。

? 蠕變：在負荷不變的情況下，秤重傳感器輸出隨時間的變化。

? 使用溫度范圍：傳感器在此溫度輸入阻抗：信號輸出端開路，傳感器未加負荷時，從電源激勵輸入端測得的阻抗值。

? 輸出阻抗：電源激勵輸范圍內使用，其任何性能參數均不會產生*性有害變化。

三、汽車衡 傳感器選用的一般規則

1、結構型式的選擇

選用何種結構型式的傳感器，主要看衡器的結構和使用的環境條件。如果制作低外形衡器，一般應選用懸臂梁式或輪輻式傳感器；若對外形高度要求不嚴，則一般采用柱式傳感器；如果使用環境很潮濕或者有很多粉塵，則應該選用密封較好的傳感器；如果在有爆炸危險的環境下使用，則應選用安全度較高的傳感器；如果在高架稱重系統中使用，則應考慮安全及過載保護；如果在高溫環境下使用，則應選用有水冷卻護套的傳感器；如果在高寒環境下使用，則應考慮使用有加溫裝置的傳感器。

在型式選擇中，還有一個要考慮的重要因素：維修的方便與否及所需費用，即一旦秤出了問題，是否能方便、迅速的獲得零部件，如果不能，說明選擇的傳感器型號不合適。

2、量程的選擇

秤的稱量值越接近傳感器的額定容量，則其稱量準確度越高，但在實際使用時，由于存在秤體自重、皮重及振動、沖擊、偏載等情況，因而不同的秤選用傳感器量程的原則不同，一般來說，遵循以下原則：

? 單傳感器秤：固定載荷（秤體、容器等的重量）+變動載荷（需稱量的載荷）≤傳感器額定載荷×70%；

? 多傳感器靜態秤：固定載荷（秤體、容器等的重量）+變動載荷（需稱量的載荷）≤傳感器額定載荷×70%×傳感器個數。

需要說明的是：首先，所選擇傳感器的額定容量應符合傳感器供貨單位的標準，否則，選擇了非標準產品，不但價格高，而且損壞后難以更換；其次，在同一秤上，不允許使用額定容量不同的傳感器，否則該系統不能正常工作；再次，所謂變動載荷（需稱量的載荷）是指加于傳感器的真實載荷，若從秤臺到傳感器之間的力在傳遞過程中，受到外力的影響，則稱重不準確。

3、準確度的選擇

傳感器準確度等級的選擇，只要能夠滿足秤準確度等級的要求即可。即若2500分度的傳感器能滿足要求，切勿選用3000分度的。

四、汽車衡傳感器的安裝、調試與維修

1、傳感器的安裝

? 要輕拿輕放，尤其是對于用鋁合金材料制造彈性體的小容量傳感器，任何沖擊、跌落，對傳感器本身的性能都會造成極大損害；對于大容量的傳感器，一般來說有較大自重，故而要求在搬運、安裝時，盡可能使用適當的起吊設備（如手拉葫蘆、電動葫蘆等）

? 水平調整：單個傳感器安裝底座的安裝平面要用水平儀調整水平；多個傳感器安裝底座安裝平面要盡量調整到一個水平面上（相對誤差在3-5毫米），目的是使各傳感器承受的負載基本一致。

? 每種傳感器的受力方向都是確定的，使用傳感器時，一定要在受力方向上加載，橫向力、側向力等非受力方向上加載，應避免。

? 盡量采用有自動定位（或自動復位）功能的傳感器，如含有球形軸承、關節軸承、定位緊固器等，這樣的傳感器可以防止某些橫向力作用在傳感器上。

? 傳感器周圍應設置一些檔板，或者把傳感器罩起來，這樣可以防止因進入贓物、灰塵等使可動部分運動不爽造成的影響稱量精度的現象。判斷可動部分是否運動不爽，可以用以下方法：在秤臺上增加或減少千分之一的額定負荷，如果顯示儀表有反映，說明可動部分運轉正常。

? 傳感器雖有一定的過載能力，但在秤的安裝過程中，應防止傳感器超載，即使是短時間的超載也會造成傳感器損壞，所以在安裝過程中，可以先用一個和傳感器等高度的墊塊代替傳感器，放平后，再安裝傳感器。

? 傳感器在使用中，應注意以下問題：傳感器應采用絞合銅線形成電器旁路，以保護傳感器免受電焊、電流或雷電的危害；避免接受強烈的熱輻射，尤其是單側的強烈熱輻射。

2、電氣連接

? 傳感器的信號電纜，不能和強電電源線或控制線并行布置（如不能把傳感器信號線和強電電源線及控制線放在同一管道內），如果必須并行布置，那么線與線之間的距離應保持在50厘米以上，并把信號線用金屬管套好。

? 傳感器信號線如果需要延長，應采用特制的密封電纜接線盒，如果不用此種接線盒，而采用電纜與電纜直接對接的方式，則應注意密封防潮，接好后應檢驗絕緣電阻，且達到標準（2000-5000M），必要時，重新標定傳感器。

? 若信號電纜線很長，又要保證很高的測量精度，應考慮采用帶有中繼放大器的電纜補償電路。

? 所有通向顯示儀表或從儀表引出的導線，均應采用屏蔽電纜，屏蔽線的連接及接地應合理。

? 傳感器輸出信號讀出電路不應和能產生強烈干擾的設備（如可控硅、接觸器等）及有很大熱量產生的設備放在同一箱體中，如果不能保證這一點，則應考慮在它們之間設置障板隔離之，并在箱體內安置風扇。

3、注意事項

① 汽車衡在長期使用中，往往由于超載、沖擊等原因，造成傳感器塑性變形，影響計量準確度，所以需要更換傳感器。因為傳感器隨著額定載荷的增大，其輸出的微伏/分度信號是減少的，而不是增大，所以，在更換傳感器時，應盡可能用和原來一樣載荷的傳感器。若想更換更大載荷的，就要注意顯示儀表量程是否可調，如果不可調，會因為額定載荷大而輸出的微伏/分度信號小不能滿量程輸出、顯示、撥碼調整達不到目的而不能使用；如果可以調整，則按說明書要求設定和調試，同時也不要使額定載荷過大，否則會因為輸出的微伏/分度信號過小，容易降低秤的靈敏度。

② 更換傳感器后要經過檢定合格，才能使用。

五、傳感器的配套件

① 連接件：連接件是一個傳力裝置，作用是把外力傳遞到傳感器上，若傳感器受到的力不在其設計的承載主軸線上，它將會承受到該力產生的橫向分力的作用，這會導致0.3%的誤差產生，這個誤差是很大的。所以，一般要求連接件在受垂直力作用后能正確把外力傳遞到傳感器上，同時還能夠復位。

② 接線盒：接線盒是傳感器采用全并聯方式連接的一個配套件，其目的是使各傳感器的輸出信號相同。

我們知道：在有N個傳感器的秤上，各傳感器能全并聯工作的條件是：S1/R1=S2/R2…=SN/RN，其中：S是各傳感器的靈敏度，R是各傳感器的輸出阻抗，意思是各傳感器的靈敏度與其輸出阻抗之比相等時，各傳感器才能并聯工作。*，在傳感器的生產過程中，要使每只傳感器的靈敏度和輸出阻抗都相同，是很難的，所以只能在安裝現場進行微小的調整，這一工作就是在接線盒內完成。

其實，接線盒相當于一個無源電阻網絡，它為每個接進來的傳感器準備了一個精密的可調電阻，與傳感器的輸出端并聯。當調節盒內某個可調電阻時，相當于改變了這只傳感器的輸出阻抗。這樣，就使得秤所使用的每只傳感器的輸出阻抗在一個小范圍內可以調整，從而使的并聯工作的條件可以滿足，這就是接線盒的原理。

六、傳感器的分類

1、按結構形式分類：柱式、橋式、輪輻式、懸臂梁式、板環式等。

? 柱式：特點是結構簡單、緊湊，易于加工，成本費用低，密封性能良好，對于潮濕環境很適用，可設計成壓式或拉式的，可以承受很大的載荷；其缺點是位移量小、靈敏度低。

? 橋式：傳感器彈性體為橋式，其兩端用兩只螺栓緊固到下面的支撐體上，其彈性體與支撐體之間有一間隙，為彈性體的受力變形空間。該類傳感器的特點如下：由于傳感器與秤體之間的連接為要求很低的間隙配合，所以安裝方便，維護簡單，重復性好。

? 輪輻式：高度低、精度高、抗偏心載荷和側向力強。

? 剪切梁式：該類傳感器有以下特點：輸出信號不受稱重點位置變化的影響；線性好、精度高；傳感器受拉伸與壓縮時，切應力的幅度與分布基本相同，即傳感器的拉伸、壓縮靈敏度基本相同，所以特別適用于同時受拉和壓的測量；外形低、體積小、重量輕，易于安裝和維修；結構簡單易于密封；抗側向力強。

? 板環式：特點是輸出靈敏度高、受力狀態穩定、溫度均勻性好、結構簡單、易于加工，可制成拉壓2種型號，對于0.5～30噸的拉壓方式稱重傳感器，這種方式是很好的。

目前，我公司采用的傳感器主要為橋式、柱式。

2、按傳感器輸出信號分類

? 模擬式：輸出信號為模擬信號。

? 數字式：輸出信號為數字信號。

新的傳感器在不斷涌現，以電阻應變式稱重傳感器為主的局面在改變，特別是小稱量范圍內的衡器，已經使用更有*性的音叉振弦式傳感器替代電阻應變式傳感器，成為十分有發展前景的新產品。它的優點是：無需高穩定度的激勵電源和A/D轉換器等電子線路，體積小，不要預熱，結構緊密、快速響應、批量生產成本低，生產工具簡單。