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李振勝

1  引言

    電子秤是稱重技術中的一種新型儀表，廣泛應用于各種場合。電子秤與機械秤比較有體積小、重量輕、結構簡單、價格低、實用價值強、維護方便等特點，可在各種環境工作，重量信號可遠傳，易于實現重量顯示數字化，易于與計算機聯網，實現生產過程自動化，提高勞動生產率。電子秤還具有自動零點追蹤，超負荷顯示自動熄滅之特點。將機械磅秤、地上衡/地中衡（汽車衡）、軌道衡等裝上力敏傳感器和單片機控制的智能稱重儀表即成為智能數字式機電秤（或機電兩用秤），提高了機械秤的計量精度，具有造價低廉、可靠性高、安裝簡單等特點，且不影響原機械秤任何傳力結構。還有去皮、置零、累計次數、累計重量（計價型的累計金額）、零位自動調整、自動跟蹤等功能。稱重數據可直接打印或經計算機聯網傳送，工業用秤可提高工藝水平和產品質量，商貿用秤可提高結算信譽，帶來不可估量的社會效益和經濟效益。本文介紹的機械秤改電子秤模塊原理框圖如圖1所示。

圖1  機械秤改電子秤模塊原理

2  機電秤模塊的結構與調校

    機械秤改電子秤模塊簡稱“機電秤模塊”。一般為分體式（由荷重感應器和儀表組成），也可以是一體化模塊。按機械秤類型分為：臺秤型模塊（50kg~1 000kg）、地上衡模塊（2t~10t）、地中衡模塊（15t~80t）、軌道衡模塊（100t~300t），其它如鋼材秤、料斗秤、包裝秤、配料秤、天軌秤、牲畜秤、車載秤、專用收購秤等為“轉移機電秤模塊”。這些模塊均已根據目標秤的杠桿比算好了感應器的傳力比，并在儀表程序中設置好積分次數、積分時間、相應的數字濾波深度等參數，用戶只需要在機械秤臺面上鉆二個孔即可完成安裝。加上砝碼，按鍵就可完成秤的準確度標定。臺秤改造過程半小時即可全部完成，感應器的安裝位置因機械秤型號不同而不同，但都要求垂直度好，傳力桿不允許與其它物體接觸。安裝完畢插上9芯電纜，開機預熱5分鐘合上儀表的SW開關，即可進入準確標定狀態。參數顯示全部菜單式：依次在1/1000~1/3000精度范圍內選擇合適的分度值1、2、5，選擇最大量程SP選擇小數點位置Pt，標定空秤零點（此時，秤盤上不能放任何東西），放上前面輸入滿量程數的四等標準砝碼，顯示標定砝碼重量，斷開SW狀態，標定即告結束。

3  機電秤使用

    將機械秤改成電子秤后，未破壞原機械秤結構。若停電，抬起傳力桿，機械秤仍可照常使用。
    機電秤可以進行置零、去皮、累計重量、累計次數、毛重、凈重、打印、串行數據傳輸等操作。儀表可直接插入16行或24行微型打印機對稱重數據進行打印。打印格式為“序號重量”，序號3位，重量位數根據設定，單位為kg，顯示器共7位，可顯示累計重量999 999.9kg或t和99 999次。數據輸出采用RS-232C串行通訊，可直接與微機連接，數據發送方式為起始-停止位發送，波特率2 400bps，起始位1bit，停止位1bit，數據位8bits以ASCⅡ方式先低位后高位輸出。

4  工作原理

    電子秤基本上由傳感器、放大電路、A/D變換電路、單片機控制顯示部分、開關矩陣電路、鍵盤電路及電源電路組成。傳感器將重量信號轉換為相應的電信號，經放大后送入A/D變換成脈沖數重量，經過單片機控制下將模擬電壓信號轉換成數字量。這個數字量經單片機程序轉換成與實際重量一致的數字值送顯示窗顯示。單片機同時對鍵盤及開關矩陣進行監測。根據輸入的參數值，程序作出相應的處理。電源電路提供各部分的工作電壓。微處理器采用如8050、HD404418F、8031等CPU。主板通用性很強，不同量程和分度值的秤，僅需調整主板上的跳線和撥碼開關就可實現，唯一不同的是配用的傳感器的額定承載能力。

    電子秤的工作原理圖如圖2所示。

圖2  電子秤原理

    傳感器是把力轉換成電信號，在電子秤起著重要的作用。傳感器的安裝和保養工作好壞會直接影響電子秤的精度。由于電子秤的工作原理及本身結構決定，不能承受側向力或超載，傳感器不能隨意亂放亂掉以避免傳感器損壞，在使用時盡量避免超載，因為超載后會造成傳感器性能變差。傳感器不能受潮，因為受潮后會使傳感器的絕緣性能變差，造成傳感器損壞或性能下降，所以在露天或濕度較大的地方，在使用時應在傳感器四周隙縫和插頭座之間加防水膠或防潮膠，再加上防護罩，以免陽光或熱源直射傳感器造成溫度誤差。傳感器如不使用應放上防潮劑，放在干燥的地方。

5  機電秤模塊維護

    儀表安裝的地方應保持清潔，其環境溫度符合要求，無腐蝕性氣體，在振動地方要加減震措施。儀表的電網最好與強電設備分開，并遠離強磁場地方。儀表的外殼需要有良好的接地裝置。儀表的傳感器與顯示器連線應用屏蔽導線，連接導線不宜過長。儀表如長期不使用要定期通電試驗，防止儀表受潮霉變，在使用時一定要注意傳感器和儀表對號。
    電子秤的調校：一般只進行零位調校。
    當最初安裝、磅重系統相關部分作出改變或者準確度漂移時，顯示器應重新調校，不同的電子秤有不同的操作方法。下面以PT650顯示器為例，說明一下機電秤的調校過程。
    準備工作：① S1、S2預置好；② J16短接；③ 通電。
    零位調校：當傳感器上無加載時，要求橋路輸出為0。但由于傳感器橋路不完全平衡以及放大器輸入回路電橋本身可能不平衡，使在傳感器上無加載時放大器有輸出，因此必須調整零位。接上電源后，顯示器出現“CAL”字樣，幾秒后顯示器熄滅，零位指示燈亮著，檢查磅面是否空載，否則必須清除載重。在磅面空載而指示燈熄滅的情況下，按“ON/OFF”，顯示器顯示“....”，表明零位調校成功。當零位調校完成后，顯示器所有小數位應亮著。將J16回復開路，顯示器將全部亮著，兩秒后，顯示磅面負載。移走砝碼，檢查零位，如有需要則可重新調校。