数字汽车衡接线及调试方法研究

数字式称重技术逐渐取代模拟电子称重 ， 数字式汽车衡已经被广泛地应用于矿山 、化工等行业贸易结算， 数字汽车衡正确的安装调试技术是汽车衡准确计量的可靠保证。

引言

随着电子测量技术和微电子技术的发展， 应用数字式称重技术的数字式汽车衡已成为汽车衡技术发展中先进水平的代表和未来汽车衡技术发展的必然趋势。 数字汽车衡以它防作弊和调试方便的优势， 已经逐步地取代模拟汽车衡。 本文以数字汽车衡的安装调试的一些经验进行交流和共享。

1.数字汽车衡组成

图 1 所示， 数字式汽车衡主要由数字式传感器、 数字式接线盒以及数字式地磅仪表组成。

1.1数字式传感器

数字式传感器的概念是与输出模拟信号的模拟传感器相对而言的， 数字式传感器是指可输出数字信号的传感器。 现阶段使用的数字式传感器包括模拟传感器、 A/D 转换电路、 控制单元 、 数据通信接口 （如图 2 所示）。

1.2数字传感器的接口

数字式传感器与数字仪表之间的信号传输一般都采用命令式数字通信方式来进行， 如 RS232、RS485 等， 其中以 RS485 方式最多。 RS485 通信的

特点是传输距离远， 通信可靠性高， 可以实现以总线为基础的多设备网络方式通信等特点。RS485 通常有半双工和全双工两种工作方式， 如图 3 所示。

从图 3 可以看出， 半双工方式通信双方采用一组信号线进行数据交换， 一方 （A 或 B） 发送时另一方 （B 或 A） 只能接收， 不能双方同时发送数据或接收数据。 而全双工方式的通信双方通过两组信号线分别作为数据发送和接收， 通信双方在发送数据的同时均可接收数据。

以上两种通信方式在数字式传感器中均有用到。 采用半双工方式的数字传感器通常被称为四线制 （两根信号线加两根电源线） 数字传感器，采用全双工方式的数字传感器通常被称为六线制

（四根信号线加两根电源线） 数字传感器。 四线制数字传感器和六线制数字传感器的引线定义如图4所示。

2.数字传感器与接线盒的连接

面说过， 数字传感器分四线制和六线制两种方式， 下面分别说明一下两种制式传感器连线接入数字接线盒的方法。

2.1四线制数字传感器接入接线盒

线制传感器一般使用四线制接线盒。 数字传感器与接线盒连接按 “同名接线端相连 ” 的原则进行连接， 即传感器电源 V+接接线盒中的 V+，

传感器 V-接接线盒 V-， 信号正 （T+/R+） 接接线盒的信号正 （T+/R+）， 信号负 （T-/R-） 接接线盒的信号负 （T-/R-）， 如图 5 所示。

2.2六线制数字传感器接入接线盒

线制数字传感器与接线盒连接也是按照“同名接线端相连” 的原则进行连接， 即传感器与接线盒之间电源 V+接 V+， V-接 V-， 信号发送正 （T+） 接信号发送正 （T+）， 信号发送负 （T-）接信号发送负 （T-）， 信号接收正 （R+） 接信号接收正 （R+）， 信号接收负 （R-） 接信号接收负（T-）， 如图 6 所示。

前面讲过六线制的数字接线盒也可以用于连四线制的数字传感器。 接入方法为： 电源V+、V-依旧按照 “同名端相连” 的原则； 信号线接入时， 可从六线制数字接线盒的四个信号线端子中任选两个作为信号线连接端子进行接线， 其余的传感器包括信号总线连接入接线盒时， 都按照第一个传感器的连接方式 （连接端子位置） 连接。如图 7 所示。

2.3新型 PDX 数字传感器无接线盒连接

如图 8 所示， PDX 所使用的通信技术更为先进和智能化，  网络的拓扑结构更具有可维护性， 传感器之间采用  “链式 ” 连接方式， 传感器所需

的 工 作 电 源 和 通 信 由 同 一 根 电 缆 承 担 。

POWERCELL PDX 网络结构取消了接线盒 ， 减少了电缆及连线工作量， 提供了清晰的网络连接情况， 降低了由于反射而引起的通信出错率。

3.数字接线盒与数字仪表的连接

数字接线盒连接数字仪表是通过一条信号总线连接。 接线原则要根据数字传感器的线制来决定。 四线制数字接线盒与仪表按 “ 同名端连接 ” 原则进行连接。 六线制数字接线盒与仪表是按照“电源同名端连接”， “信号线发送连接接收 ， 正对正， 负对负 ” 的原则接线。  如图 9（a）、 （b）所示， 分别是四线制和六线制数字接线盒与数字仪表的总线连接方法示意。

按照六线制全双工 RS485 方式的数字传感器来定义的。 可以按前面讲的连接原则 (电源同名端，信号 “发” 接 “收”， 正接正， 负接负) 接六线制全双工 RS485 方式的数字传感器。 如图 10 所示。

四线制 （RS485 半双工方式） 时， 应采用半双工方式连接， 此时在做总线连接头时应采用图10 的连法 。 图 11 中 ， 在总线连接 9 芯 D 型插头时， 应将 2、 3 脚短接， 作为数字传感器的信号负（T-/R-）， 将 4、 5 脚短接作为数字传感器的信号正 （T+/R+）。

4.数字传感器编址

安装新秤或更换传感器时， 一定要通过仪表给每个传感器分配地址。 每个传感器内部已包了一个唯一的出厂号， 在安装到秤上时， 还应它分配一个网络地址。 称重仪表具有两种编址（即分配地址）方法， 无论是自动编址还是手动编址都很方便， 用户可以根据不同的情况选择不同的编址方法。

手动编址方式适用于新秤安装及老秤更换传感器的情况。 在手动编址方式， 仪表先搜索每一个传感器的出厂号， 再给它分配一个随机地址，并将上述数据列表显示在屏幕上， 操作人员可以在屏幕上方便地修改传感器的地址。 在知道所有传感器在秤上的位置及出厂号的情况下， 使用手动编址比较方便。

调试方法与规律

图 12 完成仪表、  传感器设置后，  接下来查看安装在秤台上的每个数字传感器的受力。

根据空秤时每个传感器输出的数据分析和调平秤台。 秤台调平工作是最关键的一步操作， 如果完成的好， 会为整个系统长期稳定性带来很大的好处， 也有利于获得高计量精度和极低的系统误差。 一台安装良好的数字汽车衡， 首先应是每个传感器受力都比较均匀， 在空秤时应符合以下要求。

边角上的 4 个传感器， 受力最大的与最小的两只传感器的数字相差应不大于其中最小传感器数值的30%。 中间几个受力最大的与最小两只传感器的数字相差应不大于其中最小传感器数值的30%。 同一轴线位置 （比如图 12 中的 1 号角位与8号角位） 上的两只传感器受力差值应小于其中小值的 20％。 中间的传感器空秤输出值等于边角传感器输出值的 1.5～2 倍。

角差调试，  选用合适重量的砝码进行压角。

一般按以下公式进行选择：

压角砝码重量≥最大秤量/(传感器数量－1)

仪表修正角差有自动和手动两种方式。 建议用自动角差修正来调角差， 因为自动角差修正无须关心压角砝码是否存在重量误差， 调角操作方便， 修正精度高。