数字称重传感器 数字称重传感器详解

数字称重传感器详解

数字称重传感器和数字计量仪表技术的发展已逐渐成为称重技术领域的新宠，其以调试简便高效、适应现场能力强等优势正在该领域崭露头角。以前首秦公司使用的均为模拟式传感器，现在汽车衡及静态轨道衡已经全部更新为数字式称重传感器。

中文名

数字称重传感器

所属领域

称重技术领域

设备

微处理器

精度

OIML C6

定义

数字称重传感器内部有微处理器，可以对自身进行诊断，每个都有自己的地址，仪表能够在线监测各个传感器输出并进行智能处理，不但大大提高了称重系统的可靠性，而且可以轻松解决一些模拟传感器很难实现的如大皮重小秤量、偏载检测等要求。再加上自己独特的高精度高速A/D转换技术、全面的传感器数字补偿技术以及远程高速防爆通信能力，使得性能超越了模拟传感器的极限，达到了OIML C6的精度。[1]

特点

与模拟传感器相比，数字称重传感器的如下特点更好地满足了过程控制的要求

1可靠性高,抗干扰能力强，防雷性能好

2模拟传感器由仪表供电，其电桥的激励电压就等于外界仪表的供电。在工业现场，仪表与传感器之间易受强电干扰和浪涌影响，会造成数据不稳，甚至瞬时烧毁传感器。

3数字传感器采用全密封不锈钢激光焊接技术，内充氦气保护内部电路可靠工作，防护等级达到IP68。增加了各种保护电路和防雷击设计，对仪表提供的电源先进行处理，稳压后再用于电桥的激励，就消除了来自电源和雷电的浪涌干扰，使得传感器输出稳定的信号，保证了传感器的正常工作。

4不间断工作 数字称重系统能保障生产的连续性，实现不间断工作，仪表不但时刻监测着各个数字传感器的工作状况，而且在发现某个传感器故障时，仪表可以自动启动不间断工作方式，仍然能保障一定时间一定精度下的称重，不至于造成生产停机。同时仪表会发出信号给用户，定位故障传感器要求更换。

5模拟传感器系统一旦传感器有故障就无法称重，从而造成停工停产的重大事件。

免标定

应用

在生产现场进行标定是一件很麻烦的事情，许多料罐系统很难加重量或无法挂砝码进行标定，使用数字传感器就可以进行免标定。这是因为数字传感器在生产中，已用标准测力机对传感器输出进行了标定，其输出的数字量与标准力值是一一对应的，仪表读取到的就是数字传感器实际测量到的重量值，中间没有任何损耗，因此可以实现免标定。

而模拟传感器和称重仪表是分别生产分别标定的，在组成模拟称重系统时连线的各个环节都会有信号的损耗，仪表最后测量的信号并不完全等于传感器的输出信号，因此在应用时必须进行系统的现场标定。

传输距离远 通信速度快 防作弊效果显著

模拟式传感器的mV级信号太小，易受射频干扰和电磁干扰。而且在传输中由于电缆电阻的影响会有所损失,所以信号传输距离较短。模拟式称重作弊极其容易，很难控制。

数字传感器输出数字信号，不但电平要高出模拟式百倍，不易受到干扰，而且是按照Bifbus现场总线通信协议传输，通信速度是普通RS485的十倍，高速且具通信纠错能力，保证了数据快速可靠。由于协议的保密现场无法作弊。

角差容易调整

一个模拟传感器组成的秤体，由于信号的不可辨别，校准时需在每个传感器上加砝码并利用接线盒中的电位器进行角差调整，由于各个传感器间存在着相互作用，因而需反复多次调整，耗时费力。

由数字传感器组成的秤体，其角差的调整容易得多。由于仪表可以读取到四角每个传感器的受力情况，因此只要在各角加一遍载荷，仪表即可计算出各点的角差系数，可自动进行秤的角差调整，免去了反复加载砝码的麻烦，提高了效率。一遍加载即可完成角差调整，非常简便快捷。

维护

模拟传感器在生产时是连电缆线一起进行温度补偿的，这样才能消除电缆线电阻的温度影响。如果模拟传感器电缆线损坏后随意连接，就会造成测量误差。所以在距离较长时，传感器都需要专门定制。在更换传感器时需重新穿线，在实际使用时很不方便。

数字传感器使用军标的航空插头，不但保证了IP68的防护等级，使得传感器与电缆线成为两个独立的器件，更换传感器或电缆更方便，不用穿电缆线。由于传输的是数字信号，电缆线的长度可根据需要改变，不会影响测量精度。数字传感器更换时只需将相关参数输入新传感器，无需进行系统的重新标定。

系统整体成本低

从系统成本的角度来看，虽然数字传感器增加了电路板，但由于数字传感器在应用中减少了调试及应用成本（如调试角差方便），能够进行免标定，更换传感器不需重新标定等，而且数字传感器的自诊断、不间断工作等功能提高了系统可靠性，降低了停机时间。因此，系统总体成本是比模拟传感器系统要降低的。

优点

一、传输距离远，通信速度快，防作弊效果显著[2]

传统的模拟量称重传感器输出信号小，通常为毫伏级，在传输过程中由于电缆电阻的影响，信号还存在损失，而且还容易受周围环境的干扰，所以不能进行远距离传输。它的信号作弊方式很多，一般难以控制。而数字称重传感器信号输出采用数字量，不但电平高，受干扰的影响很小，而且它是采用现场总线技术，通信速度超快，还带有通信纠错功能，由于通信协议的保密，作弊基本上不可能，所以得到的数据可靠性高。

二、抗干扰能力强，可靠性高，防雷性能好

模拟传感器供电电源从仪表输出，电源品质受仪表的影响。它们之间也容易受电磁干扰和浪涌的影响。供电电源的不稳定对传感器输出的影响也很大，容易造成输出的不稳定，瞬时的高电压还会导致传感器的损坏。数字传感器采用全新的焊接制造技术，里面还充有氦气保护电路的安全，防护等级非常高。为了防止雷电浪涌的干扰，它采用对仪表的输出电压进行再处理，满足传感器的供电电压要求，这样输出的信号才稳定，传感器也不会受到损坏。

三、免除标定

称重传感器拿到现场，没有合适的配重系统，一般很难进行标定，如果不对它进行标定的话，误差会很大。模拟量传感器由于现场连线过程中都有损耗，所以必须进行现场标定。而现在的数字传感器可以免掉这份工作了，因为它在生产中已经用标准的测力机进行了标定，它的输出与标准值是对应的。由于它在传输工程中基本上没有损耗，所以读出的值就是实际测量值，所以它可以省去标定这一环节。

四、可以不间断工作

数字传感器它具有故障报错功能，一旦出现故障，它会输出信号给仪表，仪表接受到信号，可以摒弃它的数值，以自动启动不间断工作方式，依然可以保证一定的精度，用户也可以随时知道哪个传感器需要更换，不会造成生产停滞的情况。而模拟量传感器达不到这样的要求，一旦故障，会造成生产停机，影响着工厂效益。

五、维护方便，使用整体成本低

数字称重传感器跟线缆连接采用标准插头，既保证了防护等级，而且更换传感器或者电缆非常方便，同时由于它的输出的数字量，不受电缆长度的影响。而模拟量传感器它的温度补偿是同电缆线一起的，电缆损坏后随意连接会造成误差，所以很多传感器都是带线缆连接一起，更换的时候还需要重新穿线，使用起来非常不方便。现在看来，虽然数字传感器比模拟传感器多了电路板，但是在使用过程中无须标定，调试时间也会大为减少，可靠性更高，还具有自诊断功能，对于一些生产不能停工的单位，它还能保证不间断工作，节约了生产成本，所以总的来说，它使用的整体成本比模拟量传感器还低。

赛多利斯传感器PR620113L：数字称重传感器工作原理是什么？

1.电阻应变片技术:

弹性体:称重传感器中有一个弹性体，通常是金属梁或膜片，它直接承载受测物体的重量。

应变片:在弹性体的表面粘贴有电阻应变片，这些应变片通常是由敏感的金属丝或薄膜制成。

应变传感:当受测物体放在传感器上时，弹性体由于受到压力而产生形变，应变片也随之变形。由于应变片的电阻随形变而变化，这一变化可以被测量出来。

2.信号转换:

电信号:应变片的电阻变化产生微小的电压变化，这些电压信号是称重传感器输出的原始信号。

模拟数字转换(A/D转换):这些电压信号非常微弱，通常在数十伏级别，容易受到干扰。因此，在数字称重传感器中，这些模拟信号被转换为数字信号，这通过内置的A/D转换器实现。

3.内部信号处理:

非线性、滞后和蠕变的补偿:数字式传感器通过内置的微处理器来进行非线性、滞后、蠕变等性能的自动数字化补偿。

抗干扰能力:数字信号由于其较高的电压水平(一般在3~4V左右)，具有很强的抗干扰能力，解决了模拟信号在传输过

程中易受到干扰的问题。

4.数字信号输出:

输出:经过处理后的数字信号可以直接被数字显示系统读取，或者通过通信接口(如RS232.Ethernet等)发送到外部设备，如电脑或PLC。

智能化特点:一些高级的数字式称重传感器还具有智能化的特点，比如自动校准、自适应环境变化、数据存储和远程监控等功能。

总之，数字称重传感器通过将电阻应变片技术与数字化信号处理相结合，提供了高精度、高稳定性和易维护的称重解决方

案。它们在各种工业和商业应用中都非常受欢迎，尤其是在需要高精度测量的场合。

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