電子天平結(jié)構(gòu)原理

        結(jié)構(gòu)原理
        稱重儀表是指在電子衡器中顯示被稱量物體質(zhì)量和稱重狀態(tài)的儀表，也稱稱重顯示器。電子衡器原為模擬指示型，由誤差放大器、可逆電機(jī)、天平電橋、勵(lì)磁電源、刻度盤和指針組成，按自動(dòng)天平電子電位器原理工作。其稱量速度慢、功能單一、精度低，已基本淘汰。電流稱重指示器為數(shù)顯式。
        電子衡器的組成
        數(shù)顯衡器的品種很多，其中一種如圖1所示。數(shù)顯接收并處理稱重傳感器輸出的電信號(hào)。電信號(hào)有模擬和數(shù)字兩種，常見的是幾毫伏到幾十毫伏的模擬電壓。數(shù)顯的電路原理如圖2所示，勵(lì)磁電源提供稱重傳感器的工作電源，同時(shí)提供A/D（模/數(shù)）轉(zhuǎn)換單元的參考電壓，其穩(wěn)定性一般在0.1%以上。放大單元通常采用測量放大器結(jié)構(gòu)來接收和放大稱重傳感器的信號(hào)。放大倍數(shù)一般為數(shù)百倍。濾波器單元過濾掉從機(jī)器外部混入并由放大器本身產(chǎn)生的電噪聲。 A/D轉(zhuǎn)換單元將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，轉(zhuǎn)換位數(shù)通常取14位以上的二進(jìn)制數(shù)。數(shù)據(jù)處理單元以微處理器為核心，采用外圍支持芯片組成。它在程序的控制下完成數(shù)據(jù)的采集、計(jì)算、存儲(chǔ)等一系列操作，并將處理結(jié)果發(fā)送到相應(yīng)的接口。顯示單元以數(shù)字、文字、圖表等形式顯示稱重值和稱重狀態(tài)，并可通過接口與外部設(shè)備通訊。
        數(shù)顯衡器的性能包括五個(gè)方面：計(jì)量性能、功能、環(huán)境適應(yīng)性、安全性和可靠性。與一般的數(shù)顯衡器相比，數(shù)顯具有5個(gè)特點(diǎn)：①帶傳感器勵(lì)磁電源，使用方便； ②采用比例式A/D轉(zhuǎn)換和倍頻技術(shù)，測量性能穩(wěn)定性好；水分儀、紅外水分儀、水分儀、水分測定儀、水分檢測儀、水分測定儀、水分含量測定儀， ③軟件可真實(shí)模擬振動(dòng)、空秤變化、物料掉落等稱重特性，顯示快速、準(zhǔn)確、穩(wěn)定； ④機(jī)器內(nèi)有空秤歸零、零位跟蹤、校準(zhǔn)、大刻度、分度位置等參數(shù)設(shè)置單元，更改方便，通用性強(qiáng)； ⑤具有輸出接口，可連接多種外部設(shè)備，輕松實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制。
        準(zhǔn)確度 國際法定計(jì)量組織 (OIML) 建議 3，非自動(dòng)稱重學(xué)位等級(jí)分為4個(gè)等級(jí)。我國也根據(jù)衡器的等級(jí)，將電子衡器分為4個(gè)等級(jí)，分別以電子衡器相應(yīng)的等級(jí)代號(hào)命名：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。每級(jí)衡器的允許測量誤差為相應(yīng)級(jí)衡器允許誤差的0.7倍。
        儀器架構(gòu)實(shí)際上非常簡單。一個(gè)電源為所有設(shè)備供電，一個(gè)AD部分負(fù)責(zé)放大傳感器的模擬信號(hào)并將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，一個(gè)處理單元，通常稱為單片機(jī)（MCU）， handles AD部分讀取的重量信號(hào)經(jīng)過一系列的轉(zhuǎn)換處理，解碼成可顯示的信號(hào)，顯示在顯示屏上。同時(shí)，通常還有一個(gè)鍵盤電路來接受一些用戶控制。許多儀表還具有并口打印機(jī)端口、微型打印機(jī)驅(qū)動(dòng)器、RS232或RS485接口與上位機(jī)或其他儀器通訊，數(shù)字電流環(huán)接口連接大屏幕。此外，工業(yè)控制中使用的許多儀器都有4-20mA電流回路接口連接到PLC。還有現(xiàn)場CAN總線或以太網(wǎng)接口，部分儀器有USB接口。但由于USB的傳輸距離太短，在稱重儀表中用處不大。因此，很少有儀器具有 USB 接口。