称重传感器和直流采样

    众所周知，皮带秤的一次电测量元件是称重传感器，它主要功能是把物理量转换成电量，是称重技术中的核心器件，由于我国称重传感器主要原理和制造技术，工艺流程已趋于成熟，大幅度提高了测量准确度、长期稳定性和环境适应性。作为一个应用性很强的器件，解决其在应用过程中出现的问题可能是近年来各种称重传感器发展的一个明显特点，其主要方法是将称重传感器与承载压头、底垫、安装平台等进行技术密集型组合，各部件的制造材料、加工方法、热处理工艺等均经过严格的匹配，对倾斜载荷，温度影响等也具有自动修正能力。

称重技术的竞争关键是质量的竞争，设计、制造技术则是称重传感器质量的保证。

    由于称重传感器输出的是直流信号，所以称重仪表进行的是直流采样方法，直流采样易于实现滤波、能轻而易举地去掉信号中的高频干扰，只要解决好参考点或地线浮动所造成的干扰问题，直流采样的信号是比较稳定的，用直流采样方式经放大器A／D转换器转换后所获得的数据一致性较好。

    但直流采样最大的缺陷是其信号的实时性差、被称物料经皮带、称架传递给称重传感器输出直流信号，然后再经过一定的滤波，最后才反映直流电压信号的变化，因此从物料称重至获得直流电压对应变化之间时间滞后较大，这会影响转换速率

数字化转换器

    皮带秤称重传感器传统的输出方式，是将电压直流模拟信号远距离输送给称重仪表，存在着线路长产生信号的衰减和受干扰影响，造成信号失真、抗干扰能力差等因素，为了彻底地解决传统模拟电压信号远距离传送过程中存在的易受电磁干扰的被动局面，我国10—14A高精度皮带秤和IBs一901电子皮带秤分别采用了10—150传感器数字化转换器和160现场数字控制器。

    10—150传感器数字化转换器主要用来把称重传感器输出的模拟信号转换成数字量信号远距离传送，传输长度可达1．6km。数字化转换器主要由控制部分、A／D转换部分和隔离模拟电量输出部分、电源组件部分组成。

控制部分包括CPU、RAM、ROM和I／O电路。主要控制A／D转换和电流输出部分，并提供A／D转换和串行数据输出所需要的定时计数功能。

A／D转换部分为称重传感器和放大电路提供激励电压和稳定的电压电源，并提供放大器称重传感器输出的称重模拟信号，同时还要把模拟信号转换成数字信号输出。

   A／D转移器类型很多，有逐次逼近型、比较型、双斜积分型、三斜积分型等等，它们的转换速度、放大系数、转换线性度以及转换精度等技术参数各有特点。如逐次逼近A／D转换器，其采样数据的可信度较低，由于逐次逼近型A／D转换器的转换过程时间短，其中采样时间约占转换过程的十分之一，只有l～10s。由此可见、逐次逼近型A／D转换器每次采到的数据只代表连续渡形中某一个点的信息，这个点可能是高次谐波的峰点，也可能是高次谐波的谷点，这对数据处理和提高准确度都是相当不利的。而采用积分型A／D转换器，则采样数据的可信度比较高，但转换过程较长，约在十到几十个ms，其中采样时间约占转换过程的四分之一或二分之一。重要的是在采样期内，电路对波形进行连续积分，通过积分滤去了高频谐波，可以得到较好的数据。从信息量的角度分析，积分型A／D转换器采集到的数据代表了一块面积，信息量比逐次逼近型要多得多，因此该模数转换采用了改进型双斜技术，其分辨率为2“。该单元还具有信噪抑制电路和查找故障诊断电路。

模拟电量输出部分，是由控制部分控{5j产生隔离电流或电压输出信号作为模拟显示或控制使用、电流输送有0～5mA、0～20mA、4～20mA，电压输出有0～5V和1～5V的模拟信号，这些信号与称重传感器的输出信号成比例关系。

    160现场数字控制器的功能是完成电压信号放大，并转换成数字量信号，采用了IN—TEL8031单片机芯片。采用数字量信号传输大大增强了远距离传输中的抗电磁干扰能力。