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电子天平的结构原理

2021-04-07

结构原理
衡器仪表是指电子衡器中显示被称物的质量和称量状态的仪表,也叫称重显示器。电子衡器仪表原为模拟指示式,由误差放大器、可逆电机、平衡电桥、激励电源、度盘和指针等部分组成,按自动平衡电子电位差计原理工作。它称量速度慢,功能单一,准确度低,现已基本被淘汰。现用称重显示器为数字显示式

电子衡器仪表的构成

数字显示式衡器仪表的品种很多,图1所示是其中的一种。数显器接受处理的是称重传感器输出的电信号。电信号有模拟量也有数字量,常见是几至几十毫伏的模拟电压。数显器的电路原理。激励电源供给称重传感器工作电源,同时供给A/D(模/数)转换单元基准电压,其稳定度一般在0.1%以上。放大单元通常采用测量放大器结构,接受、放大称重传感器的信号。放大倍数一般为数百倍。滤波单元滤掉从机外混入的和放大器自身产生的电噪声。A/D转换单元把模拟量转换成数字量,转换位数通常取二进制数14位以上。数据处理单元是以微处理器为核心,使用外围支持芯片组成的,它在程序的控制下完成采集数据、运算、存贮等一系列操作,处理结果送到相应接口上。显示单元以数字或文字、图表等形式显示出称量值和称量状态,并可通过接口与外部设备联络。
数显衡器仪表的性能包括计量性能、功能、环境适应能力、安全性和可靠性5个方面。与通用的数字衡器称重仪表相比,数显器具有5个特点:①自带传感器激励电源,使用方便;②采用比率型A/D转换和倍频技术,计量性能中的长期稳定性好;水分测量仪,红外线水分仪,水分测定仪,水分测试仪,水分检测仪,水分测试仪,含水率测试仪,③软件能真切地仿真振动、空秤变动、物料落差等称量特征,显示快、准、稳;④机内有空秤置零、零点跟踪、定标、最大秤量、分度位等参数的设定单元,改定方便,通用性强;⑤带输出接口,能够联接多种外部设备,方便地实现系统控制。
准确度等级国际法制计量组织(OIML)3号建议规定,非自动衡器按准确度级别划分为4个等级。按配用衡器的级别,中国将电子衡器仪表也划分为4个等级,并分别冠以与电子衡器对应的级别代号:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。每个级别的衡器仪表的计量允许误差max为对应级别衡器允许误差的0.7倍。
仪表架构其实很简单,一个电源为全部器件供电,一个AD部分负责将传感器的模拟信号放大,模数转换到数字信号,一个中央处理器,也就是常说的单片机(MCU),来处理AD部分读取到的重量信号,进行一系列的换算处理,一般译码为可显示阅读的信号,显示在显示屏上,同时一般还有键盘电路,来接受用户的一些操控,很多仪表还带有并行打印口,微打驱动,RS232或RS485接口与上位机或其它仪表互联通讯,还有数字电流环接口,以连接大屏幕,另外工业控制用的很多仪表带有4~20mA电流环接口,以配接PLC。高档的还有现场CAN总线或者以太网接口,某些仪表还有USB接口,不过USB由于传输距离太近,在衡器仪表上用途较少,因此也很少有仪表有USB接口。

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