本文分析介紹了數(shù)字式地磅的主要優(yōu)點(diǎn)及三種解決方案，以及應(yīng)用配置方法和效果對比，并配以圖片進(jìn)行說明。

一、概述

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和一些新技術(shù)新工藝的 應(yīng)用，地磅行業(yè)計(jì)量稱重的自動(dòng)化、智能化水平 也有了很大提高。特別是隨著數(shù)字化技術(shù)在地磅系統(tǒng)中的應(yīng)用日趨成熟、穩(wěn)定和可靠，數(shù)字化 技術(shù)的很多優(yōu)點(diǎn)得以充分展露和發(fā)揮，地磅中許多在原來看似難以解決的稱重計(jì)量問題， 現(xiàn)在用新的數(shù)字化稱重處理方法都可以迎刃而解， 得到很好的效果。本文就數(shù)字式地磅的優(yōu)點(diǎn)和 解決方案作以下分析和介紹。

1、精度高

數(shù)字地磅采用高精度數(shù)字傳感器，使得整 體精度得到提高。傳感器的高精度是稱重系統(tǒng)高 精度的基礎(chǔ)。數(shù)字傳感器一般選用優(yōu)質(zhì)合金鋼 40CrNiMoA的彈性體材料、經(jīng)過多次補(bǔ)償工藝、 通過A/D數(shù)字線性處理技術(shù)使得傳感器的精度得 到大幅度提升。圖1和圖2為30t數(shù)字傳感器測試曲線。

2、一致性好便于互換

傳感器經(jīng)過A/D數(shù)字補(bǔ)償過后，零點(diǎn)得到有效控制、線性得到大幅度提高幾乎為直線，各個(gè) 傳感器的線性內(nèi)碼控制在三萬分之一以內(nèi)。傳感 器互換性得到明顯提高。地磅維修調(diào)試時(shí)不僅 給用戶節(jié)約時(shí)間，同時(shí)也給衡器廠家?guī)矸奖恪?/span>

3、調(diào)腳差方便

數(shù)字地磅由于采用了數(shù)字傳感器，故給調(diào) 整角差時(shí)帶來了方便。調(diào)試時(shí)每個(gè)數(shù)字傳感器不 會彼此相互影響，不存在零點(diǎn)、阻抗匹配等問題。 并且無需在接線盒中調(diào)節(jié)電位器，避免電位器帶 來不穩(wěn)定因素。所有角差調(diào)整的操作均在儀表 (或電腦）中調(diào)節(jié)，可細(xì)微的調(diào)節(jié)，精度高，最小 調(diào)整量為萬分之一。

4、傳輸距離遠(yuǎn)，抗干擾強(qiáng)

數(shù)字地磅配數(shù)字傳感器和數(shù)字儀表或者配 計(jì)算機(jī)，其數(shù)字信號通訊總線均為標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)級 RS485通訊接口。信號傳輸距離遠(yuǎn)，可以達(dá)到1.2 公里傳輸距離。因RS485信號為5V差分電平，故 抗干擾能力強(qiáng)。數(shù)字信號的遠(yuǎn)距離傳輸可以使重 量信號無衰減，解決了地磅原來高精度和長距 離的矛盾。

5、防止作弊，有報(bào)警提示

數(shù)字傳感器的數(shù)字信號通信采用嚴(yán)格的加密 通訊協(xié)議，目前遙控作弊手段對數(shù)字傳感器不起 作用。并且在儀表上都能發(fā)現(xiàn)某個(gè)傳感器有異常 情況，并有及時(shí)報(bào)警提示，可以很直觀地判斷查 找秤臺上相應(yīng)的傳感器故障位置。

這些數(shù)字信號的電壓在受到干擾發(fā)生變化時(shí)只 要不超出極限，在另一個(gè)通訊終端接收后會自動(dòng)對 電壓波形進(jìn)行矯正，從而提高了數(shù)據(jù)的可靠性。并 且在通訊信號沒有解密譯碼前，這些‘‘ 0”和‘‘ 1” 組成的數(shù)據(jù)代碼對作弊者是沒有任何意義的。

圖4為筆者在走訪客戶時(shí)獲得的“模擬地磅 作弊工具”照片。一些不法分子將此物安裝在衡器 客戶地磅上，給使用客戶帶來巨額損失。

此“模擬地磅作弊工具”作用機(jī)理是對傳感 器模擬信號進(jìn)行電阻并聯(lián)，使其信號減弱，同時(shí)具 有大、中、小三個(gè)作弊檔位，以此達(dá)到作弊目的。

數(shù)字式地磅由于采用了數(shù)字傳感器，其信 號為RS485數(shù)字信號，如圖3，故此類作弊工具 對數(shù)字地磅沒有任何作弊效果。

二、方案一，數(shù)字傳感器-> 儀表或計(jì)算機(jī)

圖3是30t數(shù) 字傳感器通訊信號波形，通過高速數(shù)字示波器截 取出的圖像，我們可以清楚的看到通訊為高高低 低電壓信號，這些高高低低的電壓信號就是數(shù)字 信號中的“0”和“ 1 ”。

圖5是數(shù)字式地磅用的非常多的一個(gè)組成 架構(gòu)，采用數(shù)字傳感器接數(shù)字儀表，主要有前面 敘述的五個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

1、精度高；2、一致性好便于互換；3、調(diào)腳 差方便；4、傳輸距離遠(yuǎn)，抗干擾強(qiáng)；5、防止作 弊，有報(bào)警提示。

圖6是數(shù)字式地磅最經(jīng)典的組成架構(gòu)，數(shù)字傳感器通過RS485/RS232轉(zhuǎn)換器連接到計(jì)算機(jī) 上。主要有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、同樣實(shí)現(xiàn)數(shù)字傳感器接數(shù)字儀表的五個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

2、直接采用計(jì)算機(jī)讀取和控制傳感器，可以 直觀的體現(xiàn)出數(shù)字式通訊的特點(diǎn)。

3、利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、分析、處 理能力，除了實(shí)現(xiàn)以往模擬儀表的全部功能外， 還可以實(shí)現(xiàn)很多傳統(tǒng)儀表不具備的功能，如圖7。

三、方案二，模擬傳感器->數(shù)字信號轉(zhuǎn)換儀 ->儀表及計(jì)算機(jī)

數(shù)字式地磅的性能確實(shí)優(yōu)異，但是把目前 正在使用的模擬式地磅全部更換成數(shù)字傳 感器和數(shù)字儀表，費(fèi)用較高客戶不容易接受。而 且以前在用的模擬式傳感器如何處理，是否會造 成浪費(fèi)，現(xiàn)不確定既然如此，那么我們能以低成 本的方式來做數(shù)字式數(shù)字化升級嗎？答案是肯定。 通過試驗(yàn)我們得出模擬式地磅數(shù)字化升級后稱 重計(jì)量精度基本不變，可以增強(qiáng)抗干擾、遠(yuǎn)距離 傳輸、防作弊等功能。

圖8是在模擬式傳感器出線處，串入數(shù)字信 號轉(zhuǎn)換器儀。將每個(gè)傳感器的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù) 字信號，然后和數(shù)字儀表連接。其接線盒為數(shù)字 接線盒，取代原來的模擬接線盒。

此方案對模擬秤的防止作弊、信號遠(yuǎn)距離傳 輸?shù)玫胶艽筇岣摺?/span>

數(shù)字信號轉(zhuǎn)換儀詳細(xì)資料請查閱公司產(chǎn)品。圖9是在原模擬秤的基礎(chǔ)上成本最低升級方案。

從原來的模擬接線出來的信號，接入一個(gè)數(shù) 字信號轉(zhuǎn)換儀，然后連接數(shù)字儀表。

此方案操作簡單，只需要重新標(biāo)定，無需調(diào) 角差。對模擬秤的信號遠(yuǎn)距離傳輸?shù)玫接行岣撸?但沒有防作弊效果。

四、方案三，模擬轉(zhuǎn)換器-> 多通道數(shù)字信號 接線盒-> 儀表或計(jì)算機(jī)

圖10是多通道數(shù)字信號接線盒，作用是將 多路傳感器信號實(shí)時(shí)地轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后通 過CPU處理后傳送到上位機(jī)。其電路結(jié)構(gòu)原理見 圖11。筆者認(rèn)為此方案調(diào)試操作簡單，對各個(gè)模 擬傳感器的靈敏度、內(nèi)部阻抗、零點(diǎn)的參數(shù)不挑 剔，組秤方便，數(shù)字化的效果好，性價(jià)比高。組秤后精度較高、信號傳輸距離遠(yuǎn)、可以無需數(shù)字 儀表直接和計(jì)算機(jī)軟件相連接（使用RS485/RS232 轉(zhuǎn)換器），是一款很受市場歡迎的產(chǎn)品。

此電路板的主要特點(diǎn)為：

1、內(nèi)嵌BDB8100?高可靠性數(shù)字內(nèi)核，滿量 程輸出3萬，或者10萬內(nèi)碼，測量誤差1/3萬或 者1/10萬。通訊波特率為9600bit/s或者19200bit/s 可選。

2、采用工業(yè)級高可靠CPU處理器，以及 公司獨(dú)特的數(shù)字信號處理算法，程序運(yùn)行 流暢高效，系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠。

3、8個(gè)獨(dú)立的模擬通道，均采用超高精度 24Bit ADC轉(zhuǎn)換器，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)同步信號轉(zhuǎn)換。每個(gè) 通道可達(dá)到轉(zhuǎn)換50次/每秒。

4、數(shù)字信號采用工業(yè)場合的RS485接口通 訊，1000m遠(yuǎn)距離傳輸抗干擾強(qiáng)，IP67級防護(hù)。

5、采用多重保護(hù)，確保系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。 (如：電源反接、過壓、浪涌；數(shù)字信號浪涌、短 路等等）

6、多通道數(shù)字接線盒可選配計(jì)算機(jī)稱重軟件 或者數(shù)字稱重儀表聯(lián)機(jī)工作。多通道數(shù)字信號接 線盒詳細(xì)資料請查公司產(chǎn)品， 系統(tǒng)組成見圖12和圖13。

五、結(jié)語

靈活多樣的數(shù)字化解決方案給地磅企業(yè)帶來 了更多的選擇，隨著數(shù)字化技術(shù)在地磅系統(tǒng)中 的應(yīng)用日趨成熟、穩(wěn)定、可靠，數(shù)字式傳感器和 數(shù)字化技術(shù)的衡器將逐漸成為地磅市場主流。