地磅稱重計(jì)量的數(shù)字改造及應(yīng)用——以中石化南陽(yáng)石蠟精細(xì)化工廠為例

本文主要介紹了地磅的改造及改造后的結(jié)構(gòu)與原理，說(shuō)明數(shù)字傳感器具有優(yōu)越性，在解決計(jì)量誤差方面值得推廣與應(yīng)用。

衡器作為一種法定的計(jì)量器具，它的應(yīng)用不僅與人民的生活密切相關(guān)，而且廣泛滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門、各個(gè)行業(yè)，對(duì)維護(hù)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)秩序和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展起到十分重要的作用。南陽(yáng)石蠟精細(xì)化工廠銷售部有2臺(tái)地磅，型號(hào)分別為SCS-100，SCS-120，額定載重量分別為100噸，120噸。他們擔(dān)負(fù)著全廠的汽油、柴油、液化氣、丙烯等諸多產(chǎn)品的銷售計(jì)量任務(wù)。地磅計(jì)量的準(zhǔn)確性直接影響著企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)和成本核算，對(duì)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益影響巨大，可在使用過(guò)程中，兩臺(tái)衡器卻出現(xiàn)了計(jì)量誤差大的問(wèn)題，已經(jīng)越來(lái)越多的受到了領(lǐng)導(dǎo)和員工的關(guān)注。

1、改造方案

該兩臺(tái)地磅因承擔(dān)著眾多產(chǎn)品銷售計(jì)量任務(wù)，使用率高，時(shí)間長(zhǎng)，設(shè)備老化嚴(yán)重、故障頻繁，造成計(jì)量不準(zhǔn)和維修成本大的問(wèn)題，這說(shuō)明他已經(jīng)不能適應(yīng)新的計(jì)量需求了。廠技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)查看，查閱汽車衡的相關(guān)資料，發(fā)現(xiàn)地磅秤體鋼板完好、無(wú)變形現(xiàn)象，而儀表線卻出現(xiàn)老化，橋式傳感器有銹蝕并屬模擬傳感器。管理技術(shù)人員果斷決定對(duì)汽車衡進(jìn)行改造。我們的改造要本著既要節(jié)約成本，又要能夠滿足日益增長(zhǎng)的新的計(jì)量需求，又要夠適應(yīng)微電子和計(jì)算機(jī)的發(fā)展方向，決定把稱重傳感器由模擬型更換為數(shù)字型。為了能夠與改造后的地磅相匹配，原有的稱重儀表需重新更換。因地磅鋼板勿需更換，但必須對(duì)其防腐刷漆。改造仍由廠家現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試。2013年3月改造完畢，調(diào)試正常，并按規(guī)定校驗(yàn)，投入使用。

2、地磅新系統(tǒng)

2.1衡器結(jié)構(gòu)：改造后的地磅主要由稱重傳感器、顯示儀表、秤體等三大部分構(gòu)成。秤體是被稱物體與轉(zhuǎn)換元件之間的機(jī)械傳力復(fù)位系統(tǒng),包括接受被稱物體載荷的承載器、傳力復(fù)位機(jī)構(gòu)、限位裝置等,它是地磅的主要承載部件,起到了承受物體重量的作用。秤臺(tái)和傳力機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)將物體的重量準(zhǔn)確的傳遞給稱重傳感器。稱重傳感器(一次儀表)位于秤臺(tái)和基礎(chǔ)之間,將被稱物體的重量按一定的函數(shù)關(guān)系轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的毫伏級(jí)電信號(hào),通過(guò)接線盒信號(hào)電纜輸出到稱重顯示儀表(二次儀表)。稱重

圖一 地磅結(jié)構(gòu)示意圖顯示儀表，用于測(cè)量一次轉(zhuǎn)換原件輸出的電信號(hào)值，并以數(shù)字方式把重物的量值顯示出來(lái)。為提高測(cè)量的準(zhǔn)確度，加快稱量速度，在顯示儀表已廣泛采用微處理機(jī)和小型電子計(jì)算機(jī)，提高了電子衡器的自動(dòng)化程度（見圖一）。

2.2衡器工作原理：承載貨車進(jìn)入秤臺(tái)，在物體重力作用下，使稱重傳感器彈性體產(chǎn)生形變，粘貼于彈性體上的應(yīng)變計(jì)橋路阻抗失去平衡，輸出與重量數(shù)值成比例的電信號(hào)，經(jīng)傳感器內(nèi)部的放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、微處理器等電子元器件進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理，輸出數(shù)字信號(hào)，各傳感器數(shù)字信號(hào)經(jīng)接線盒進(jìn)入稱重顯示儀表直接顯示出重量等數(shù)據(jù)。如果顯示儀表與計(jì)算機(jī)、打印機(jī)連接，儀表可同時(shí)把重量信號(hào)輸給計(jì)算機(jī)等設(shè)備組成稱重管理系統(tǒng)（見圖二）。

2.3數(shù)字傳感器：選用CZL-YB-40SP傳感器，是地磅的核心部件，起著將重量值轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的可測(cè)電信號(hào)的作用，它的優(yōu)劣性直接關(guān)系到整臺(tái)衡器的品質(zhì)。

2.3.1數(shù)字傳感器的獨(dú)特處：（1）數(shù)字變換及補(bǔ)償技術(shù)。稱重傳感器內(nèi)部含有模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置及CPU處理單元，傳感器的性能采用數(shù)字化誤差補(bǔ)償技術(shù)和高度集成化電子元件，用軟件實(shí)現(xiàn)傳感器的線性、零點(diǎn)、溫漂、蠕變等性能參數(shù)的綜合補(bǔ)償，消除了人為因素對(duì)補(bǔ)償?shù)挠绊憽＃?/span>2）橋式技術(shù)。采用柱式技術(shù)，不倒翁結(jié)構(gòu)，抗側(cè)向力好、自動(dòng)調(diào)心復(fù)位，現(xiàn)場(chǎng)安裝方便快捷。（3）智能化技術(shù)。可根據(jù)指令更改傳感器特性參數(shù)和不同的應(yīng)用環(huán)境采用不同的濾波方式。（4）數(shù)字通訊技術(shù)。采用RS485接口，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸，傳輸距離不小于1000米。輸出信號(hào)可達(dá)３～4Ｖ，抗干擾能力和系統(tǒng)防雷擊能力均很強(qiáng)。（5）完全杜絕遙控裝置作弊。數(shù)字傳感器特有的傳輸方式可以完全防止利用簡(jiǎn)單電路改變信號(hào)的大小，避免用戶的損失。

2.3.2數(shù)字傳感器的優(yōu)越性。（1）數(shù)字式稱重儀表直接處理數(shù)字信號(hào)，擺脫了模擬式稱重儀表存在“敏感區(qū)”的缺陷，儀表的抗干擾和現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)能力得到很大的提高，所以精度高。（2）一致性好，便于互換：傳感器經(jīng)過(guò)A/D數(shù)字補(bǔ)償過(guò)后，各個(gè)傳感器的線性內(nèi)碼控制在三萬(wàn)分之一以內(nèi)。傳感器互換性得到明顯提高。（3）智能化：數(shù)字式汽車衡儀表在故障檢測(cè)，現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)確判定故障傳感器、安裝調(diào)試中自動(dòng)數(shù)字化角差修正、數(shù)字化線性修正和獨(dú)立傳感器測(cè)量值檢測(cè)等方面更加簡(jiǎn)潔、方便和人性化。（4）抗干擾強(qiáng)：由于A/D轉(zhuǎn)換直接在傳感器內(nèi)部完成，傳感器直接輸出數(shù)字信號(hào)，克服了以往模擬傳感器微小模擬信號(hào)傳輸中易于受干擾的特點(diǎn)，增強(qiáng)了抗干擾能力，提高了信號(hào)的分辨率和穩(wěn)定性。（5）傳輸距離遠(yuǎn)：數(shù)字式汽車衡配數(shù)字傳感器和數(shù)字儀表之間的連接采用RS485通訊接口。信號(hào)傳輸距離遠(yuǎn)，可以達(dá)到至少1.0公里傳輸距離。（6）測(cè)量適應(yīng)性強(qiáng)：數(shù)字儀表對(duì)汽車衡現(xiàn)場(chǎng)的使用環(huán)境、傳感器靈敏度的要求比模擬汽車衡低，信號(hào)處理范圍要比模擬汽車衡大等。（7）防止作弊，有報(bào)警提示：防作弊：純數(shù)字信號(hào)的傳輸和處理，杜絕了當(dāng)前通過(guò)改變模擬信號(hào)實(shí)現(xiàn)計(jì)量作弊的可能，增強(qiáng)了地磅計(jì)量安全性和真實(shí)準(zhǔn)確性。

3、稱重儀表

（1）工作方式。通過(guò)測(cè)量稱重傳感器的信號(hào)變化，測(cè)量出稱臺(tái)上被稱重物的重量，并以數(shù)字形式顯示出來(lái)。根據(jù)不同的需要通過(guò)人機(jī)對(duì)話選擇不同的稱重和打印方式，可分段自動(dòng)量程選擇，具有較強(qiáng)的故障自診斷功能。它與相配對(duì)的計(jì)算機(jī)，打印機(jī)等設(shè)備組成稱重管理系統(tǒng)。（2）儀表特點(diǎn)。去皮功能：包括手動(dòng)去皮、數(shù)字去皮、自動(dòng)去皮；累加、累減功能：總和值最大8位，累加次數(shù)值最大8位，并且有50個(gè)分類累加；車輛存儲(chǔ)功能：可存儲(chǔ)8位數(shù)字的200輛車號(hào)和皮重；代碼功能：有50組代碼，可分別設(shè)定皮重、下限、欠量、超量、上限；記錄功能：可記錄800組稱重?cái)?shù)據(jù)；查詢功能：可進(jìn)行車號(hào)/皮重、代碼、記錄等的查詢；四角調(diào)整：可以進(jìn)行自動(dòng)及手動(dòng)四角校準(zhǔn)；時(shí)鐘顯示功能及打印功能；還有豐富的接口功能：RS-232C/RS-485一個(gè)、20mA電流環(huán)一個(gè)、打印接口一個(gè)。

4、應(yīng)用價(jià)值

兩臺(tái)地磅改造后，抗干擾能力強(qiáng)、智能化程度高，故障率小，易于操作。地磅較強(qiáng)的防作弊功能，及稱重計(jì)量準(zhǔn)確度大大地提高，減少了我廠企業(yè)的損失。這說(shuō)明數(shù)字汽車衡與傳統(tǒng)的模擬地磅相比，具有很明顯的優(yōu)越性，很值得推廣應(yīng)用。