数字式汽车衡的实际应用

本文介绍了数字式汽车衡的组成、安装调试和检修等方面知识，阐述了数字式电子汽车衡与模拟式汽车衡相比的一些独特之处和优点。

随着数字技术和信息技术的高速发展，极大 地促进了汽车衡的数字化的发展，数字式电子汽 车衡主要由数字式称重传感器和数字式仪表等零 部件组成，它是在传统的模拟式电子汽车衡的基 础上，采用数字称重技术发展起来的新产品。与 传统的模拟式电子汽车衡相比具有抗干扰能力强、 角差易调整、免标定、不间断工作、具有自我识 别功能、便于故障诊断和易实现加密、防作弊效 果明显等优点。

数字式汽车衡由于使用数字式传感器，其线 性、温度性能、蠕变和滞后等指标明显优于模拟 式汽车衡，同时，还从技术上解决了长期以来困 扰汽车衡维护的更换传感器和仪表须重新标定的 问题。因数字式汽车衡采用了数字技术，构成方 式与模拟式汽车衡有较大的差异，使得两者在安 装调试、维修等方面有明显的不同。

1.数字式汽车衡的安装

1.1传感器与仪表的连接

传感器与秤台的安装与模拟式汽车衡一样， 但传感器与仪表的接线却有较大的区别，这是数字式汽车衡安装最基本也是最重要的步骤之一。 首先要知道接口中各引脚的定义。目前的数字式 传感器接口一般采用RS485通讯方式，分两线制 和四线制两种接口方式。

1.1.1两线制方式

采用两线制方式（半双工方式）与仪表通讯， 这种方式发送和接收据不能同时进行，同一时刻 数据只能单向传输；传感器采用五芯通讯电缆， 其中电源线两根（如+V和-V)，通讯线两根，屏 蔽线一根。通讯线一般用代号A、B表示，其中A 表示RS485+，B表示RS485-。可以配备两线制和 四线制RS485接口的数字仪表。接线时所有的传 感器和仪表的电源正相连、电源负相连、数据正 (A或相连、数据负（B或T-)相连，即仪 表的发送和接收的负信号短接，接传感器的发送 和接收负；仪表的发送和接收的正信号短接，接 传感器的发送和接收负。

1.1.2四线制方式

米用四线制方式（全双工方式）与仪表通讯， 这种方式发送和接收数据可同时进行，提高了数 据处理速度。传感器采用七芯通讯电缆，其中电 源线两根（如+V和-V)，通讯线四根，屏蔽线一 根。一般用T+表示数据发送正端，T-表示数据 发送负端，R+表示数据接收正端，R-表示数据 接收负端（注意：接线时请仔细查看传感器的说 明书，有些厂家采用不同的定义标准。四线制 RS485接口的传感器一般只能连接提供四线制接 口的仪表。接线时遵循电源正相连，电源负相连， 所有传感器的数据接收正（R+)连在一起再与仪 表的数据发送正（T)相连，所有传感器的数据 接收负 (R- 连在一起再与仪表的数据发送负 (T-)相连，即发送接接收，接收接发送，正对 正，负对负。

实际应用中，先把所有传感器的电缆集中连 接到接线盒中，然后通过一根总电缆与数字仪表 相连。

1.2安装前的准备工作

一般在数字式传感器安装前，先设置和标示 数字式传感器的通讯地址，设置操作可使用数字 仪表提供的通讯地址设置功能来完成。为了调试 和维修方便，必须记下每个不同地址编号的传感 器在秤台的安装位置，该地址与传感器安装位置 一一对应，以及每个不同地址编号的传感器导线 在接线盒的连接位置。传感器地址由仪表自动排 序，一般按照安装次序由小到大编码，以10只传 感器为例，可依次将通讯地址设为：1、2、3、4、 5、6、7、8、9和10，设置完成后，在传感器 域导线）醒目位置及与接线盒的接口端做明显的 标识，以便今后安装和连接。

1.3安装与调试

下面介绍采用D2002E型仪表的数字式汽车衡的安装调试。

安装

数字式汽车衡的秤体安装要求与模拟式汽车 衡一样，也需要基础平整可靠，传感器和秤台接 触良好，安装时要确保传感器位置的准确，使每 个传感器受力相对均匀。有人认为数字式汽车衡 进行的是数字方式，可调整的范围非常大，不必 严格要求每个传感器受力均匀，现场试验证明上 述观点是错误的，数字式传感器数字调角差的范 围的确很大，无论传感器受力差异再大，都能修 正过来，但是，这样调试的结果都是暂时的，使 用一段时间后，角差和线性会发生严重的改变， 导致计量准确度改变。同时，在传感器受力不均 匀的情况下，数字角差修正的精度也不理想。

1.3.2传感器安装中的注意事项

(1)总信号线的要求。总信号线在没有特殊要 求的情况下，出厂标准长度一般为15米，超过此 长度需定做，用户不能随意加长或更换其他信号线。

(2）传感器的水平调整顺序。秤台、传感器安 装好后，有时会发现其中一角或多角不平的现象， 一般是从偏差较大的角开始加减垫片，以达到理 想的状态。

(3)接线要求。称重系统联机时，所有传感器 导线必须按接线板上的标识连线，以免损坏传感 器和仪表。一定要确保电源线连接正确无误，尤 其是在安装结束通电调试前，要再次仔细核查电源 线连接的正确性，以免造成传感器内部电路损坏。

(4）系统接地。整个电子称重系统（包括传感 器、仪表等）必须有良好的接地，有效防止各种 电磁干扰和雷电侵害，保证系统稳定工作。

1.3.3调试

一般情况下，汽车衡安装完毕且通讯正常后， 应首先在数字仪表上设置如小数点、分度值、最 大秤量等参数，并对汽车衡进行一次简单标定， 然后用尽可能接近满量程的载重汽车在秤台上来 回压3~5次，以保证秤台各部分稳固、压实，传 感器垂直受力。压完后空秤状态下，仪表应能可 靠回零，否则需检查秤台和传感器是否存在安装 问题，基础是否存在不实等问题。当数字仪表回 零理想后，可通过查看空秤时每只传感器输出的 码值来初步判断传感器受力情况。

先将仪表通电，按检查键看每只传感器的内 码值，每个传感器的内码值即为传感器受到秤台 重量的一个大概值，理论上是将秤台看作质量分 布均匀，安装在秤台中间的传感器受力比两边的 传感器所受的力要大，其码值大约为2 : 1的比例 关系。为了保证传感器的受力均匀，要求安装在 秤体边上的四个传感器的四个内码值中的最大值 与最小值相差要小于400，安装在秤台中间的传感 器的内码值中的最大值与最小值相差要小于400，且中间传感器的内码值大约是四周四个传感器内 码值的两倍。检查中若发现某只传感器的内码值 异常大或小，则说明传感器安装不平，须通过加 减垫片的方法将秤台调平，直至满足上述条件， 说明秤台安装良好，传感器受力相对均匀。特别 要注意的是：如果传感器、秤台安装不平，则会 造成汽车衡的段差，即使通过仪表的角差调整功 能也解决不了问题。

1.4角差调整

当以上所有工作完成后，就可对汽车衡进行 角差调整。角差修正前最好对汽车衡进行一次初 始标定。

由数字传感器组成的秤，其角差的调整可以 通过仪表软件自动调整。由于仪表可以读取到每 个传感器的受力情况，因此只要在各角加载一遍， 仪表即可计算出各点的角差系数，可自动进行秤 的角差调整，免去了反复加载砝码的麻烦，一遍 加载即可完成角差调整，非常简便快捷。

1.4.1手动角差调整

先用1/n-1Max (Max为最大秤量，n为传感器的个数）的砝码压某号传感器正上方，按四角手 动键，仪表显示No，按输入键，显示该传感器的 角差系数，若仪表显示值比实际砝码值大，则可 下调该传感器的角差系数。反之，则将该传感器 的角差系数上调，直至仪表显示值与砝码值一致。 然后，依次对其他所有传感器进行压角修正一遍， 整个角差调整过程结束。角差系数调整可参照以 下估算公式：

K=1- E/Lx0.75

其中：K为角差系数，L为加载砝码重量值， E为仪表显示值与砝码值之差。

也可不用估算，但要多次调整系数才能达到 目的。

1.4.2自动角差调整

按四角自动键，输入密码，按输入后再输入 No.1传感器的个数，输入压角重量，按输入显示 No.1，在第一角加载输入量，待稳定后按输入再进 行下一个角，直至n个角，最后按输入退出。这 种调试角差方法的效果不是太理想，有时会有一 个分度值的段差，要想段差更小，称量更准确，建议采用手动四角调整。

四角调整符合要求后，必须进行量程校准， 即标定操作。不同厂家的数字仪表调试和标定的 方法不一致，请参见相应的技术和使用手册。

2.常见故障及处理办法

由于数字式传感器是在传统电阻应变式传感 器基础上，结合现代微电子技术、微型计算机技 术的集成而发展起来的一种新型的电子称重技术， 因此，数字式汽车衡与模拟式汽车衡的现场维修 也有较大区别，数字式汽车衡智能化程度很高， 数字仪表具有自诊断功能，便于故障查找，利用 万用表等传统的检测手段已无法判断传感器的好 与坏。数字式汽车衡的故障现象多种多样，引发 故障的因素也很多，称重系统的各个构成部分和 外部环境都有可能引发故障，且相同的故障现象 往往由不同的原因引起。

以下介绍配备D2002E型仪表 的数字式汽车衡的故障处理。

数字汽车衡出现段差现象

可能原因：排除传感器损坏的可能性，主要 是因秤体加工和安装不达标导致的系统故障，有 以下几个方面的问题：

(1）传感器安装受力严重不平衡导致角差无法 消除。

(2）秤台挠度不够导致角差无法消除，角差随 加载重量成比例增大。

(3）秤体扭曲变形导致角差、段差无法消除。

(4两秤台搭接不可靠导致段差过大。

解决方法：在排除以上问题后，用D2000E型 仪表提供的手动四角调整或自动模式，具体步骤 如下：首先按四角自动键，仪表显示Ant，输入传 感器总数后，设置压角砝码重量值，然后在01号 传感器正上方加载砝码，按输入键确认，以此类 推，直至在所有传感器正上方加载一遍，角差调 整完成。

2.2仪表数字不稳定

可能原因：接地不良和传感器漂移。

解决方法：首先检查接地是否完好、可靠， 包括电源接地，仪表的金属外壳接地，秤体、传 感器等接地。在确定接地安全可靠后，再通过 D2002E型仪表查看传感器内码的检查键逐一查看每一只传感器当前的受力情况，若发现某只传感 器的码值输出有时不稳定、跳变，而其他传感器 输出的码值都很稳定，则可判定该传感器损坏引 起仪表数字不稳，更换后仪表恢复正常。

2.3在安装、使用过程中，仪表显示Err01。

可能原因：01号传感器有故障、其线路连接 有问题或导线损坏

解决方法：检查传感器、接线盒、仪表的连 接是否完好，然后查找01号传感器，若无01号 传感器，则表明该传感器的地址可能丢失或被修 改，用仪表的修改地址功能将该传感器的地址编 号输入或改回原来的地址编号。如果找到01号传 感器，测量其接线板上红、黑连接线间是否有 9~12V的电压，若无电压，则测量仪表与接线盒 总连线的DB9插头坐上的红黑连线是否有9~12V 电压，若有电压，则仪表与接线盒的连线断路； 若无电压，则仪表内部供电损坏，需更换仪表。

3.结束语

数字式汽车衡因为采用了数字技术，因此具 有传统的模拟式汽车衡无法比拟的优点，它采用的数字式称重传感器以可靠性高、免标定、传输 距离远、角差容易调整等优点，成为当今衡器行 业的新宠。特别是在系统检修过程中，因数字式 汽车衡具有利用数字仪表时刻监视每只传感器的 工作状态、便于故障诊断的独特优势以及其他诸 多便利和优点，而愈来愈广泛地应用于煤炭、冶 金、港口等行业。