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电子秤称重指示器的几个电气参数探讨

时间:2017-07-01 04:35:00 来源:本站 点击数:598

电子秤称重指示器有关的电气参数现在行业里存在诸多理解。作者依据从事多 年称重指示器设计经验,结合对R76 — 1的研读和理解以图文结合的形式重新给予了阐述, 包括测量范围信号、静载荷信号电压范围等几个电气的含义、确定的依据和特点。

对于R76-1中规定的几个和模拟式称重指示 器有关的电气参数的术语含义,现在行业里存在 诸多理解,为我们制修定、执行指示器和衡器标 准、型评大纲以及检定规程等计量法规文件带来 很大的问题。作为从事多年称重指示器设计工作 的一名工程师我谈谈个人对这些电气参数类术 语的理解。为了叙述方便我们在这里主要描述 模拟式称重指示器。

一、术语含义及电气参数确定

 ㈠输入信号

称重指示器输入信号是指允许输入称重指示 器且能满足指示器相关计量技术文件要求的信号。

其中,指示器最小输入信号和最大输入信号 是指允许输入称重指示器且能满足指示器相关计 量技术文件要求的最小信号和最大信号。 对于模 拟称重指示器,最小输入信号的信号电压Um) 和最大输入信号的信号电压是指示器制造商根据 指示器A/D转换电路的设计参数比如ADC的输 入极性、信号放大倍数、基准电压、ADC共模电 压变化范围等和软件处理要求来规定的。

假设指示器的ADC放大倍数为G, ADC基准 电压为Urf若指示器采用双极性输入的ADC, ADC最大可输入信号电压UADMax和最小可输入信 号电压UADCMin:

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(二)测量范围信号

与测量信号相关的术语是建立在称重指示器 最终应用模型即衡器模型基础上的依据衡器模 型才能使质量和指示器输入的电信号建立起对应 关系。

依据电子秤模型测量范围信号实际就是在指示 器上满足从零点到最大秤量M ax不考虑+9d以及 应用余量整个量程的输入信号。测量范围的最小 输入信号电压Umh就是指示器的零点输入信号电 压,最大输入信号电压UmaJl是最大秤量时的输入 信号电压。由此可知测量范围信号电压Umk为:

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的测量范围信号电压必须是处于指示器输入信号 电压范围内的。即

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可以根据指示器技术文档给出的n-AUmh来确 定的。

理论上最大的U MR值应该就是指示器传感器 接口输出的激励电压Um与所配传感器的灵敏度C 的乘积即:

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但由于称重指示器一般都会兼容多种灵敏度 的称重传感器所以称重传指示器最大U MR值不能 根据U excC确定的。

㈢静载荷信号电压范围

称重指示器的静载荷信号也是建立在电子秤模 型基础上的术语,静载荷信号电压就是可作为称 重指示器零点的输入信号电压范围,也就是我们 通常所说的零区信号电压。零点最小输入信 号电压就是最小静载荷信号电压Uumn,零点最大 输入信号电压就是最大静载荷信号电压Ud, 者的差值就是静载荷信号电压范围UDi,

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建立在电子秤模型基础上的称重指示器零区范围,是由指示器的初始置零范围^FS以及 校准时确定的校准零点他叫标定零点确定的 所以静载荷信号即零区信号电压范围Udl可以 根据校准零点输入信号电压Uz^测量范围信号 电压Umh和初始置零范围假设用Kzro表示来确 定。假设初始置零范围正向分配比例系数为Kp ,

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二、上述电气参数特点

㈠称重指示器的UmaxUmh是指示器自身 的电子电路特性和嵌入式软件特点决定的参数, 与指示器所依据的电子秤模型无关。

(二)从式1和式2可知,称重指示器的Umr U DL 是最大U MRmax U DLm)和最小U MRmin

UDLmin两个输入信号电压的电压差绝对值。

(三)对于建立在㈠个确定衡器模型基础上的 称重指示器,校准零点输入信号电压U 是固定 不变的;在保证UMRmax^UMaxUiami^UMh前提下 UmrUDl也是固定不变的。但由于初始置零装置 和半自动或自动置零装置和零点跟踪装置运行的 前提下指示器的工作零点是浮动的UMUmh

UDLmhUtamax区域内浮动的所以Um^x也是在 Um—Umax之间的区域内浮动的Umr是在 UDLmhUmax之间的区域内平移浮动的,这也是图3 中这些参数使用虚线表示的原因。

在实际应用和测试试验中,我们㈠般会禁止 零点跟踪装置运行,或因为零点跟踪装置运行引 起的Um_的变化很小㈠般0.25+V ~2^V ,为了测算方便都忽略零点跟踪运行产生的影 响,所以认为在初始置零和自动置零或半自动不 运行或运行完毕后,UMtohUMtoax是㈠确定值。

三、上述参数的关系

通过㈠、二两部分描述中,已经不难理解指示 器这几个电气参数间的关系具体关系如图4所示。

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四、结束语

对于一台称重指示器输入信号电压范围是 在设计时就已经确定好的而静载荷信号电压范 围、测量范围信号电压以及测量范围最小和最大 信号电压都是建立在㈠个确定的电子秤模型基础上 的,这个模型是称重指示器的电信号才能和最终 要测量的重量推确的说应该是质量建立起对 应的关系。脱离了这个模型,指示器的除输入信 号电压范围参数外,其它的电气参数乃至测量参 数都将失去其具体的意义,称重指示器的具体示 值也将失去量值的依据。

本文所叙述的内容都是针对模拟式称重指示 器的,对于数字式作出指示器,若将内置”于 AD模块与指示器作为㈠个整体将信号的输入接 口端前置到数字式称重传感器内部AD模块与 模拟传感器接口位置,数字式称重指示器就可以 依照模拟式称重指示器的方式来分析了,在此基 础上,上述结论将完全适用于数字式称重指示器。