网站地图    收藏本站    设为首页

上海市柳营路650弄36号302室
销售热线:021-56906880 56982876
图文传值:021-56982876
企业邮箱:dzyb@vip.sina.com

新闻资讯

当前位置:网站首页 -> 电子汽车衡用称重传感器及显示仪表的选择

电子汽车衡用称重传感器及显示仪表的选择 [2014/9/27]

   一、 传感器的选择 一般来说, 多大吨位的秤就应该选择多大吨位的传感器。但是在实际应用中, 通常规定静态时衡器的最大载荷为:
    静态时衡器的最大载荷=70%× 传感器的额定载荷×传感器的个数一、 传感器的选择 一般来说, 多大吨位的秤就应该选择多大吨位的传感器。但是在实际应用中, 通常规定静态时衡器的最大载荷为:
    静态时衡器的最大载荷=70%× 传感器的额定载荷×传感器的个数这是由于秤体自重的存在和动态时汽车上秤的振动、 冲击、 偏载等原因, 使部分传感器瞬时承受比实际载荷多出10%~40%的重量,有时甚至超出传感器的额定载荷, 使当次称量的准确度下降。为了使传感器在额定载荷内工作, 可以人为规定70%的系数。 规定一个上限,有助于提高秤体的准确性。 表1为允许过衡车辆的轴载。
    轴载指汽车后轴( 含轴组) 总载荷。汽车衡允许过衡轴载与传感器额定载荷、传感器支点距离液位计物位计物位变送器液位变送器电容式物位计电容式液位计电容式物位变送器电容式液位变送器物位开关液位开关电容液位计电容物位计液位仪表物位仪表电容液位变送器电容物位变送器射频电容式液位开关射频电容式物位开关电容式液位开关电容式物位开关音叉式液位开关等因素有关。
    实际选择中, 还要考虑传感器的技术参数, 尤其是灵敏度。
    首先分析一下灵敏度的定义( 现讨论同一灵敏度的传感器, 以2mV/V为例) , 额定载荷下, 传感器的最大输出信号差( mV) 与激励电压( V) 的比值, 单位是mV/V. 其意义在于传感器和称重仪表的标准化、 统一化。
    以QS系列称重传感器和XK3190-D9仪表为例来说明。
    QS-30T-A,灵敏度为2.0mV/V; D9仪表输出激励电压为8V.
    可以计算, 30t载荷状态下,传感器输出差模信号〔 Ui ( +) -U i ( -) 〕 =2mV/V× 8V=1.6mV, 同样, 20t、 40t 等传感器额定载荷下的输出均为 1.6mV.
    多传感器使用时, 把所有传感器的输出信号并入接线盒中, 由接线盒输出两根差模信号线( 俗称“ 进机线” )到仪表。为确定所选择的传感器是否正确, 给出了下面的计算公式。值得注意的是, 进机线的信号是多传感器信号平均值而非累加值。
    秤体满载时额定净输入信号( 毫伏) UU=S× V× O/C× R式中: S--- 秤体量程, kg; V--- 传感器激励电压, V;O--传感器灵敏度, mV/V; C-- - 传感器量程( 额定载荷) , kg; R-- - 使用的传感器数据,这里表示并联电压回路数量。
    当U/仪表分度值>仪表输入灵敏度时, 可判为合格。
    二、 显示仪表的选择称重仪表的内部结构包括:放大电路、 A/D 转换、单片机以及和单片机相连的控制面板、显示部分、 打印部分和串型通讯部分。本文讨论的是其模拟信号及量化部分, 即输入信号和其中的放大电路、 A/D 部分的关系。
    1.集成运算放大器称重仪表采用的放大器均为高精度集成运放( 如OP177、 OP277、 MAX422 等) , 具有高分贝、 低失调、 低温漂、 高共模抑制比等特点。传感器输出的差模信号正极与运放的同相输入端相连U P , 负极和运放的反相输入端相连U N , 运放的同相与反相输入电阻均为R i , 反馈电阻R f ,则减法运算后输出电压U o =( R f /R i ) × ( U P - U N ) ,增益A v =R f /R i . 调整反馈电阻使U o 和A/D转换器的模拟信号电压等级相匹配。由于仪表中运放采用几乎固定的增益和A/D模拟输入信号范围, 根据上式得出仪表的最大输入信号范围U i 为:
    U i =U P - U N =( A/D模拟信号范围) /( 运放增益)2.模拟- 数字转换器称重仪表中多采用 16 位∑- Δ A/D 芯片, 理论上能把采集来的模拟信号( 上面论述的U o ) 作2 16 ( 65536) 等份。 以基准电压对照, 每一份模拟信号( Δ =1/65536) 对应一个数字量, 这样就实现了模数转换的功能。在无其他因素限制时, 可以把A/D的输出信号看成仪表内码的变换范围。
    把运放和A/D放在一起考虑, 不难得出以下结论:
    仪表的A/D可以看成是等分其额定输入信号范围的。实际使用中的输入信号往往很难接近其额定输入信号, 甚至有的达不到仪表输入信号范围的一半, 这样不利于整个产品的准确度, 也浪费了仪表的资源。 当然,有用信号被等分得越多越好, 这样可以提高产品的准确度和可调性。
    三、 实例选配现在以SCS-40电子汽车衡为例来说明如何合理选配。
    要求解析: 衡器的最大秤量值为40t, 单节, 4传感器。
    按要求, 现在传感器中可以选配的有10t、 15t、 20t.
    1.传感器选配10t10t× 4=40t理论上可行, 正好完全利用, 但是考虑到秤体自重及汽车的冲力、 超载等因素, 我们不能选用可能超出额定载荷的传感器。
    2.传感器选配15t15t× 4=60t>40t60t× 70%=42t>40t( 此处也为临界状态, 由于70%为安全使用系数, 此处可以通过) .
    ( 40000kg× 8V× 2mV/V) /( 15000kg× 4) =10mVC3等级分度数为3000则10mV/3000=3.33μ V/d这里取U=8V3.33μ V/d在现有多数仪表的输入灵敏度指标内, 可以选用。
    3.传感器选配20t20t× 4=80t>40t80t× 70%=56t>40t( 40000kg× 8V× 2mV/V) /( 20000kg× 4) =8mVC3等级分度数为3000则8mV/3000=2.67μ V/d这里取U=8V2.67μ V/d在现有多数仪表的输入灵敏度指标内, 可以选用。
    综合考虑上述第2节~第3节,第2节中最大净输入信号为10mV, 第3节中最大净输入信号为8mV, 即第2节中有用信号要多一些。仪表的净输入信号范围和反相输入模信号均大于第2节~第3节的范围 ( 一般反相输入略小于同相输入的值) .但是第2节对仪表的利用率要比第3节高一些, 即内码的识别能力要好一些。同理, 应尽量选择信号范围接近传感器信号变化最大值的仪表。
    电子汽车衡用称重传感器及显示仪表的选择一、 传感器的选择 一般来说, 多大吨位的秤就应该选择多大吨位的传感器。但是在实际应用中, 通常规定静态时衡器的最大载荷为:
    静态时衡器的最大载荷=70%× 传感器的额定载荷×传感器的个数一、 传感器的选择 一般来说, 多大吨位的秤就应该选择多大吨位的传感器。但是在实际应用中, 通常规定静态时衡器的最大载荷为:
    静态时衡器的最大载荷=70%× 传感器的额定载荷×传感器的个数这是由于秤体自重的存在和动态时汽车上秤的振动、 冲击、 偏载等原因, 使部分传感器瞬时承受比实际载荷多出10%~40%的重量,有时甚至超出传感器的额定载荷, 使当次称量的准确度下降。为了使传感器在额定载荷内工作, 可以人为规定70%的系数。 规定一个上限,有助于提高秤体的准确性。 表1为允许过衡车辆的轴载。
    轴载指汽车后轴( 含轴组) 总载荷。汽车衡允许过衡轴载与传感器额定载荷、传感器支点距离等因素有关。
    实际选择中, 还要考虑传感器的技术参数, 尤其是灵敏度。
    首先分析一下灵敏度的定义( 现讨论同一灵敏度的传感器, 以2mV/V为例) , 额定载荷下, 传感器的最大输出信号差( mV) 与激励电压( V) 的比值, 单位是mV/V. 其意义在于传感器和称重仪表的标准化、 统一化。
    以QS系列称重传感器和XK3190-D9仪表为例来说明。
    QS-30T-A,灵敏度为2.0mV/V; D9仪表输出激励电压为8V.
    可以计算, 30t载荷状态下,传感器输出差模信号〔 Ui ( +) -U i ( -) 〕 =2mV/V× 8V=1.6mV, 同样, 20t、 40t 等传感器额定载荷下的输出均为 1.6mV.
    多传感器使用时, 把所有传感器的输出信号并入接线盒中, 由接线盒输出两根差模信号线( 俗称“ 进机线” )到仪表。为确定所选择的传感器是否正确, 给出了下面的计算公式。值得注意的是, 进机线的信号是多传感器信号平均值而非累加值。
    秤体满载时额定净输入信号( 毫伏) UU=S× V× O/C× R式中: S--- 秤体量程, kg; V--- 传感器激励电压, V;O--传感器灵敏度, mV/V; C-- - 传感器量程( 额定载荷) , kg; R-- - 使用的传感器数据,这里表示并联电压回路数量。
    当U/仪表分度值>仪表输入灵敏度时, 可判为合格。
    二、 显示仪表的选择称重仪表的内部结构包括:放大电路、 A/D 转换、单片机以及和单片机相连的控制面板、显示部分、 打印部分和串型通讯部分。本文讨论的是其模拟信号及量化部分, 即输入信号和其中的放大电路、 A/D 部分的关系。
    1.集成运算放大器称重仪表采用的放大器均为高精度集成运放( 如OP177、 OP277、 MAX422 等) , 具有高分贝、 低失调、 低温漂、 高共模抑制比等特点。传感器输出的差模信号正极与运放的同相输入端相连U P , 负极和运放的反相输入端相连U N , 运放的同相与反相输入电阻均为R i , 反馈电阻R f ,则减法运算后输出电压U o =( R f /R i ) × ( U P - U N ) ,增益A v =R f /R i . 调整反馈电阻使U o 和A/D转换器的模拟信号电压等级相匹配。由于仪表中运放采用几乎固定的增益和A/D模拟输入信号范围, 根据上式得出仪表的最大输入信号范围U i 为:
    U i =U P - U N =( A/D模拟信号范围) /( 运放增益)2.模拟- 数字转换器称重仪表中多采用 16 位∑- Δ A/D 芯片, 理论上能把采集来的模拟信号( 上面论述的U o ) 作2 16 ( 65536) 等份。 以基准电压对照, 每一份模拟信号( Δ =1/65536) 对应一个数字量, 这样就实现了模数转换的功能。在无其他因素限制时, 可以把A/D的输出信号看成仪表内码的变换范围。
    把运放和A/D放在一起考虑, 不难得出以下结论:
    仪表的A/D可以看成是等分其额定输入信号范围的。实际使用中的输入信号往往很难接近其额定输入信号, 甚至有的达不到仪表输入信号范围的一半, 这样不利于整个产品的准确度, 也浪费了仪表的资源。 当然,有用信号被等分得越多越好, 这样可以提高产品的准确度和可调性。
    三、 实例选配现在以SCS-40电子汽车衡为例来说明如何合理选配。
    要求解析: 衡器的最大秤量值为40t, 单节, 4传感器。
    按要求, 现在传感器中可以选配的有10t、 15t、 20t.
    1.传感器选配10t10t× 4=40t理论上可行, 正好完全利用, 但是考虑到秤体自重及汽车的冲力、 超载等因素, 我们不能选用可能超出额定载荷的传感器。
    2.传感器选配15t15t× 4=60t>40t60t× 70%=42t>40t( 此处也为临界状态, 由于70%为安全使用系数, 此处可以通过) .
    ( 40000kg× 8V× 2mV/V) /( 15000kg× 4) =10mVC3等级分度数为3000则10mV/3000=3.33μ V/d这里取U=8V3.33μ V/d在现有多数仪表的输入灵敏度指标内, 可以选用。
    3.传感器选配20t20t× 4=80t>40t80t× 70%=56t>40t( 40000kg× 8V× 2mV/V) /( 20000kg× 4) =8mVC3等级分度数为3000则8mV/3000=2.67μ V/d这里取U=8V2.67μ V/d在现有多数仪表的输入灵敏度指标内, 可以选用。
    综合考虑上述第2节~第3节,第2节中最大净输入信号为10mV, 第3节中最大净输入信号为8mV, 即第2节中有用信号要多一些。仪表的净输入信号范围和反相输入模信号均大于第2节~第3节的范围 ( 一般反相输入略小于同相输入的值) .但是第2节对仪表的利用率要比第3节高一些, 即内码的识别能力要好一些。同理, 应尽量选择信号范围接近传感器信号变化最大值的仪表。
    以上内容知识由上海德中仪表实业有限公司<www.dzyb.com.cn <http://www.dzyb.com.cn/》根据互联网信息采集整理而成,供参考,如有问题请及时沟通、指正、谢谢游览。