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1前言
隨著科學(xué)技術(shù)和國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，各類電子衡器應(yīng)運而生，并且發(fā)展和推廣應(yīng)用的速度異常迅猛，徹底顛覆了傳統(tǒng)的計量方式和計量設(shè)備，極大地促進了社會和經(jīng)濟的發(fā)展。然而，由于電子衡器從原理和構(gòu)造來講比較復(fù)雜，一旦出現(xiàn)故障，非專業(yè)人員將束手無策，即使是專業(yè)人員借助于儀器儀表和工作經(jīng)驗，處理起來有時也是很困難的。一般而言，電子衡器由稱重傳感器和稱重儀表（又稱“二次儀表”）所組成，其工作機理是由稱重傳感器將被稱對象的力信號轉(zhuǎn)換成毫伏級的模擬電壓信號，該模擬電壓信號被送進稱重儀表，進過前置放大、濾波、模／數(shù)轉(zhuǎn)換（A／D）等，在電子計算機或微處理器的協(xié)調(diào)下，將稱重數(shù)據(jù)顯示出來，并完成許多運算及其他功能。目前大量使用的電子衡器中多采用電阻應(yīng)變式稱重傳感器，電子衡器常見的故障有稱量不準確、零點漂移嚴重及顯示不穩(wěn)定等，這類故障有可能是稱重傳感器及其線路所致，也可能是稱重儀表自身故障。究竟是哪個方面出了問題，在檢查和判斷時往往令人費解。本文介紹兩種能夠模擬稱重傳感器輸出信號的信號發(fā)生器，在檢修電子衡器時，從稱重儀表上拔掉稱重傳感器的插頭，將該信號發(fā)生器直接替換上，當(dāng)即就能判斷出故障的范圍，如稱重傳感器一側(cè)還是稱重儀表一側(cè)?，F(xiàn)分別介紹如下。
2通用型稱重信號發(fā)生器
2.1電路原理
一般中小型電子衡器的稱量量程相對較小，通常在數(shù)百千克至數(shù)十噸之間，稱重傳感器的供橋電壓也相對較低，一般在5V～15V之間，因而有別于大型的電子衡器。這里介紹的稱重信號發(fā)生器的電路是根據(jù)電阻應(yīng)變式稱重傳感器的電路原理簡化而來的，如圖1所示。

圖1中的A、B兩端為激勵端，連接稱重儀表的供橋電源；C、D兩端為輸出端，連接稱重儀表的稱重信號輸入端。顯然，以上四個接線端對應(yīng)于電阻應(yīng)變式稱重傳感器的四個接線端。
2.2電路參數(shù)選擇
由于中小型電子衡器的供橋電壓UE一般在5V～15V之間，而通常所用的電阻應(yīng)變式稱重傳感器的靈敏系數(shù)為S=1mV／V～2mV／V，若取S=2mV／V、UE=15V，則在額定載荷下要求稱重信號發(fā)生器的最大輸出電壓為：
Uo(max)=S·U=2(mV/V)·15V=30mV
電位器RP1一般可選用阻值為1kΩ的多圈型。為實現(xiàn)輸出信號Uo在0mV～30mV范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，并使得通過RP1與其并聯(lián)電阻R3中的電流在3mA以內(nèi)，就應(yīng)首先確定R3的阻值。從圖1可知，（RP1//R3）的等效電阻為：
30(mV)/3(mA)=10Ω    (1)
由此得出RP1和R3的阻值關(guān)系為：
（RP1·R3）（RP1+R3）≈10Ω    （2）
根據(jù)式（1）和電阻的并聯(lián)規(guī)律可知，R3的阻值遠遠小于RP1，所以式（2）左端的分母近似等于RP1，因此推算出R3=10Ω，取供橋電壓UE=15V，則電路的總電阻為：
R1+(RP1//R3)+R2=15(V)/3(mA)=5kΩ    （3）
在式（3）中，由于5kΩ遠遠大于（RP1//R3），所以（RP1//R3）在此可忽略不計，這里取R1=R2，由此可得：
R1=R2=2.5kΩ
至此，已經(jīng)全部確定了圖1中各個電阻的阻值，其中R1=2.5kΩ；R2=2.5kΩ；R3=10Ω；
RP1=1kΩ。
3大型電子衡器用稱重信號發(fā)生器
大型電子衡器一般指電子軌道衡和一些特種大型電子衡器，其稱量量程均在100t以上，雖然有的電子汽車衡的稱量量程也有很多一百多噸的，但它的稱重臺面下裝置的稱重傳感器較多，通?？蛇_8只～12只，而電子軌道衡等通常只裝設(shè)4只稱重傳感器，所以其載荷量就大，供橋電壓也較高，通常為12V～24V。基于以上考慮，適用于大型電子衡器的稱重信號發(fā)生器如圖2所示。

圖2中的“UE”端接12V～24V的供橋電源正極；“ZJ”端為信號輸出端；“⊥”端為輸出信號的接地端；A、B兩端為激勵端，用以模擬電阻應(yīng)變式稱重傳感器的形式，避免供橋電源空載。
4選材與制作
對于以上兩種稱重信號發(fā)生器，對元件的要求雖然并不苛刻，但還是要有一定講究的。為了精細地調(diào)節(jié)信號輸出電壓，電位器RP1必須選用多圈旋轉(zhuǎn)精密類線繞式電位器，如WXD7-23或WXD2-53型等，其中WXD2-53型附帶指示刻度盤，觀察一下該指示刻度盤，電位器滑動臂的停滯位置就一目了然，還可通過指示刻度盤的指示值很容易換算出信號輸出電壓，使用起來相當(dāng)方便?？蛇x用之列的多圈電位器的外形如圖3所示。

對于圖1和圖2中的各個固定電阻，原則上應(yīng)選用溫度系數(shù)小、穩(wěn)定性好的金屬膜電阻或類似性能的電阻。
把全部元件安裝在一小塊電路板上（如環(huán)氧樹脂玻璃纖維板或制成PCB形式），到電子市場購買一個DIY產(chǎn)品的小盒子，將電路板用自攻螺釘固定到盒子里。電路的各個端子對外連接方式要以方便使用為目的，可以采用與稱重儀表相匹配的插頭線連接的方式（如矩形插頭座、航空插頭等），也可以從盒子里引出幾條導(dǎo)線（圖1為4條，圖2為5條），以利于和不同的稱重儀表相連接。常用的CD1型矩形9線插頭座的外形如圖4所示，其中左圖為兩種矩形插座，右圖為矩形插頭。制成的稱重信號發(fā)生器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖5所示。制成的稱重信號發(fā)生器的外形如圖6所示，其中左圖為主機，右圖為信號插頭線。

5結(jié)束語
該稱重信號發(fā)生器的電路簡單，取材容易，制作方便，現(xiàn)場使用效果好，減少了許多盲目性和繁雜的實驗，避開了彎路和誤判，大大地提高了檢修的工作效率。運用該儀器不僅能夠在檢修時判別故障的范圍，當(dāng)與高精度的電壓表配合時（用以觀測輸出信號電壓），還可以粗略地進行定量檢驗或校驗。

作者：王水成

深圳市卓禾儀器有限公司是一家專門從事稱重儀表和全自動包裝碼垛生產(chǎn)線的研發(fā)及生產(chǎn)的高新技術(shù)企業(yè)，所生產(chǎn)的JY500系列稱重顯示控制器（包括配料秤儀表、皮帶秤儀表、包裝秤儀表、重量變送器等）高速高精度，使用壽命長。卓禾儀器有十?dāng)?shù)年的現(xiàn)場校驗經(jīng)驗，在業(yè)內(nèi)有良好的口碑，且有專門的售后工程師幫忙解決產(chǎn)品使用過程中遇到的技術(shù)問題，客戶可以放心省心順心的使用我司的產(chǎn)品。如果對我司的產(chǎn)品感興趣，歡迎咨詢。