关于电子秤若干关键问题的思考

本文首先讨论了量程的选择，接着分析了准确度的选择、常用防爆型式在电子秤中的应用，最 后研究了对称量显示单元的选择。因此本文具有深刻的理论意义和广泛的实际应用。

1.引言

电子秤是一种用力一电变换原理将非电量的重力转变为电 量的称重设备，而实现这一目的的装置即为称重传感器（即通称的一 次仪表）。目前工矿企业选用的电子式汽车衡或轨道衡的称重传感器 普遍采用电阻应变剪切梁式传感器，其称重载荷可由几十吨至上百 吨，工作原理简述如下：

传感器由两个部分组成：一为弹性敏感元件，其作用是将待测 量转变为弹性体的应变值。二为电阻应变片，它作为一种传感元件 负责将弹性体的应变值同步转换为电阻值的变化值。传感器通过上 述变化后，必须将其转换成电流或电压值后才能进行测量和显示。 工业上通常采用惠斯顿电桥对转换量进行测量。目前电阻应变片式 称重传感器共有四种形式，即胶质密封式、橡胶密封式、硅胶密封式 和焊接密封式等四种。

2.量程的选择

称重传感器在实际使用时，应考虑秤体的重量以及振动、冲 击、偏载等情况。因此，不同称量系统选用称重传感器量程的原则也 有所差别。作为一般规则，可按下述办法选择：

1、单称重传感器静态称重系统

固定负荷（秤台、容器等)+变动负荷（需称量的负荷称重传感 器额定负荷>60%。

2、多称重传感器静态称重系统

固定负荷（秤台、容器等)+变动负荷（需称量的负荷称重传感 器额定负荷>称重传感个数>60%。其中60%的系数即是考虑振动、 冲击、偏载等因素而加的。

在称重传感器量程的选择中，还应注意下述事项：首先，所选 择的称重传感器的容量应尽量符合生产厂家的标准产品系列中的 值，否则，选用了非标准产品，不但价格高，而且损坏后难以替换，其 次，在同一称重系统中，不允许选用额定负荷不同的称重传感器，否 则，系统将无法正常工作。再者，所谓变动负荷是指加于称重传感器 的实际负荷，若从秤台称重传感器之间有倍乘或倍减机构（如杠杆系 统），则应考虑其影响。

3、准确度的选择

称重传感器准确度等级的选择，以满足称重系统的准确度要求 为准，切不可片面追求高的准确度等级。若在同一称重系统内使用 了 n只并联使用的结构相同、型式相同，额定负荷相同的称重传感 器，则由误差传递公式可得，其综合误差6r为：6r=6/根号n

式中：6 —单个称重传感器的综合误差

n —称重传感器的个数

因此，由上式可以看出，n个称重传感器并联后，其总的综合 误差6r是单个称重传感器综合误差的1/倍。即总的综合误差 反而小了。这是由于单个称重传感器的误差可看作是服从统计规律 的，它有大，有小，有正，有负在并联后，其误差相互抵消一部分，所 以总的综合误差反而小了。另外，电子称重系统一般由三大部分组 成，它们是称重传感器、称重显示器和机械构件。设称重系统的综合 误差为1，一般称重传感器取0.7。由此，不难对称重传感器的准确 度作出选择。

4.常用防爆型式在电子秤中的应用

电子秤系统主要由称重传感器、接线盒及称重显示控制器三 部分组成，另外还包括远程显示器等选配件，以下就这几部分分别 予以介绍。

1.称重传感器：

本质安全型防爆称重传感器是目前最常见的防爆称重传感器， 它主要采用本质安全型防爆型式.在称重传感器内部的所有电路都 按照本质安全电路的要求进行设计制造，具有成本低、适用危险区 域范围广等特点，因而成为防爆称重传感器的主导产品。根据故障 条件，本质安全型防爆称重传感器可细分为ia和ib两个等级。

另外，浇封型防爆型式在防爆称重传感器应用中也较为常见，即将 应变计、接线板等元器件用浇封剂进行浇封，使传感器电气部分与 周围的爆炸性混合物进行隔离，从而起到防爆作用。

2.接线盒：

防 爆接 线 盒作 为 一 种 最 常 见 的 防爆产 品 . 其 常 用 的 防 爆 型 式 有 本质安全型“ ”隔爆型 ”和增安型“ ”

本质安全型防爆接线盒就是将接线盒内的接线板严格按照本质 安全电路的要求进行设计制造，接线盒外壳一般要求具备一定的防 护等级（最低要求为IP20)，以保证电路的本质安全性能不因外部的 导电部件的接近而受到损害。

隔 爆型 防爆接线盒就是将 普通接 线 板安 装在 隔 爆外 壳 中 ， 这种 接线盒不会因渗透到外壳内部的可燃性混合物在内部爆炸而损坏， 而且不会引起外部由一种、多种气体或蒸气形成的爆炸性环境的点 燃。增安型防爆接线盒就是将接线盒壳体及其内部的接线板进一步 采取措施，例如采用防松动螺纹紧固件进行导线连接、增大电气间 隙及爬电距离等措施.提高其安全程度，防止电气设备产生危险温度、

电弧和火花的可能性，从而不会引起外部由一种、多种气体或蒸 气形成的爆炸性环境的点燃。接线盒外壳一般要求具有IP54的防护 等级。

3.称重显示控制器：

目前.应用于称重显示控制器上的防爆型式主要有本质安全型 “ ”隔爆型 ”和正压型 ”本质安全型防爆称重显示控制器就是 将称重显示控制器内的电气线路包括前置放大、A/D转换、电源及 接口部分等均设计为本质安全电路。以保证电路的本质安全性能。 具有成本低、适用危险区域范围广等特点，其缺点是设计周期较长。 隔爆型防爆称重显示控制器就是将普通称重显示控制器安装在隔 爆外壳中，这种型式的防爆称重显示控制器因具有设计简单，维护 方便等特点而得到广泛的应用，但它的缺点是外形比较笨重，成本 较高。正压型防爆称重显示控制器就是将普通称重显示控制器安装 在正压外壳中，向外壳中通入保护气体，并保持外壳内部保护气体 的压力高于周围爆炸性环境的压力，阻止外部混合物进入外壳。从 而达到防爆的目的

另外,防爆远程显示器常用的防爆型式有隔爆型d和增安型e.

4.对称量显示单元的选择

称量显示单元即通称的二次仪表，分为模拟式和数字式2大 类。按常规，企业应选用计量性能优良的数字型且核心元件为双积 分式A/D转换器的二次仪表。在具体选型时，应注意以下几点：① 应选用操作界面为电子触摸键，而不应选用琴键开关式仪表；②应 选用仪表表盘结构紧凑密封性能优良的仪表，尽可能减少环境介质 中的各种腐蚀性有害气体对仪表内部电子元器件和线路模板的腐 蚀；③在需用计算机进行集中管理的场合，必须合理选择合适的数 据传输系统。可选用A/D转换器经数据接口输出代表被称载荷重量 的数码后进行远距离传送、通信方式可按具体要求选择20mA电流 环，RS232通信方式或RS422通信方式等，波特率可从300- 9600bps 选择。在需进行渚如贸易结算、安全防护、环境监测等内容的称量 时，应采用打印设备对被称量载荷的各项原始数据进行打印记录并 存档，选用的打印机应和二次仪表相匹配。