電子天平的結(jié)構(gòu)原理

　　衡器儀表是指電子衡器中顯示被稱物的質(zhì)量和稱量狀態(tài)的儀表，也叫稱重顯示器。電子衡器儀表原為模擬指示式，由誤差放大器、可逆電機(jī)、平衡電橋、激勵(lì)電源、度盤和指針等部分組成，按自動(dòng)平衡電子電位差計(jì)原理工作。它稱量速度慢，功能單一，準(zhǔn)確度低，現(xiàn)已基本被淘汰?，F(xiàn)用稱重顯示器為數(shù)字顯示式。

　　電子衡器儀表的構(gòu)成

　　數(shù)字顯示式衡器儀表的品種很多，圖1所示是其中的一種。數(shù)顯器接受處理的是稱重傳感器輸出的電信號(hào)。電信號(hào)有模擬量也有數(shù)字量，最常見的是幾至幾十毫伏的模擬電壓。數(shù)顯器的電路原理如圖2所示。激勵(lì)電源供給稱重傳感器工作電源，同時(shí)供給A/D（模/數(shù)）轉(zhuǎn)換單元基準(zhǔn)電壓，其穩(wěn)定度一般在0.1%以上。放大單元通常采用測(cè)量放大器結(jié)構(gòu)，接受、放大稱重傳感器的信號(hào)。放大倍數(shù)一般為數(shù)百倍。濾波單元濾掉從機(jī)外混入的和放大器自身產(chǎn)生的電噪聲。A/D轉(zhuǎn)換單元把模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，轉(zhuǎn)換位數(shù)通常取二進(jìn)制數(shù)14位以上。數(shù)據(jù)處理單元是以微處理器為核心，使用外圍支持芯片組成的，它在程序的控制下完成采集數(shù)據(jù)、運(yùn)算、存貯等一系列操作，處理結(jié)果送到相應(yīng)接口上。顯示單元以數(shù)字或文字、圖表等形式顯示出稱量值和稱量狀態(tài)，并可通過(guò)接口與外部設(shè)備聯(lián)絡(luò)。

　　數(shù)顯衡器儀表的性能包括計(jì)量性能、功能、環(huán)境適應(yīng)能力、安全性和可靠性5個(gè)方面。與通用的數(shù)字衡器稱重儀表相比，數(shù)顯器具有5個(gè)特點(diǎn)：①自帶傳感器激勵(lì)電源，使用方便;②采用比率型A/D轉(zhuǎn)換和倍頻技術(shù)，計(jì)量性能中的長(zhǎng)期穩(wěn)定性好;水分測(cè)量?jī)x，紅外線水分儀，水分測(cè)定儀，水分測(cè)試儀，水分檢測(cè)儀，水分測(cè)試儀，含水率測(cè)試儀，③軟件能真切地仿真振動(dòng)、空秤變動(dòng)、物料落差等稱量特征，顯示快、準(zhǔn)、穩(wěn);④機(jī)內(nèi)有空秤置零、零點(diǎn)跟蹤、定標(biāo)、最大秤量、分度位等參數(shù)的設(shè)定單元，改定方便，通用性強(qiáng);⑤帶輸出接口，能夠聯(lián)接多種外部設(shè)備，方便地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制。

　　準(zhǔn)確度等級(jí)國(guó)際法制計(jì)量組織（OIML）3號(hào)建議規(guī)定，非自動(dòng)衡器按準(zhǔn)確度級(jí)別劃分為4個(gè)等級(jí)。按配用衡器的級(jí)別，中國(guó)將電子衡器儀表也劃分為4個(gè)等級(jí)，并分別冠以與電子衡器對(duì)應(yīng)的級(jí)別代號(hào)：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。每個(gè)級(jí)別的衡器儀表的計(jì)量最大允許誤差為對(duì)應(yīng)級(jí)別衡器允許誤差的0.7倍。

　　儀表架構(gòu)其實(shí)很簡(jiǎn)單，一個(gè)電源為全部器件供電，一個(gè)AD部分負(fù)責(zé)將傳感器的模擬信號(hào)放大，模數(shù)轉(zhuǎn)換到數(shù)字信號(hào)，一個(gè)中央處理器，也就是常說(shuō)的單片機(jī)（MCU），來(lái)處理AD部分讀取到的重量信號(hào)，進(jìn)行一系列的換算處理，譯碼為可顯示閱讀的信號(hào)，顯示在顯示屏上，同時(shí)一般還有鍵盤電路，來(lái)接受用戶的一些操控，很多儀表還帶有并行打印口，微打驅(qū)動(dòng)，RS232或RS485接口與上位機(jī)或其它儀表互聯(lián)通訊，還有數(shù)字電流環(huán)接口，以連接大屏幕，另外工業(yè)控制用的很多儀表帶有4——20mA電流環(huán)接口，以配接PLC。高檔的還有現(xiàn)場(chǎng)CAN總線或者以太網(wǎng)接口，某些儀表還有USB接口，不過(guò)USB由于傳輸距離太近，在衡器儀表上用途較少，因此也很少有儀表有USB接口。