数字称重系统——称重技术新概念

　　一、前言

　　数字称重系统通常是指由数字传感器或数字接线盒组成的称重系统。二十世纪八十年代开始提出数字称重系统的概念以来, 至今数字系统已得到大家的认可, 并越来越得到广泛运用。特别是在工业领域已逐渐形成取代传统模拟式称重系统的趋势。在国内一些厂家生产的数字传感器, 已得到用户的认可。但对于数字称重系统至今仍存在着观念上的混乱和误解。以往国内一些介绍数字传感器的文章, 几乎都是着重介绍数字传感器与模拟传感器在制作和结构方面的不同, 评述两者在性能补偿方面的差异, 而对由数字传感器或数字接线盒构成的数字称重系统所包含的新概念, 以及它的实际运用介绍极少, 以至大多数人仅知道数字传感器在汽车衡四角偏差调整所带来的优点, 而对其更深层次、更本质的特性和优点, 确不甚了解。本文将阐述数字称重系统的基本概念, 介绍数字传感器和数字接线盒的主要特点, 最后再举一些数字称重系统的运用实例。

　　二、数字称重系统基本特性

　　如果把数字传感器简单的理解为只要能将称重传感器的模拟电信号转变为数字信号或脉冲信号,就是数字传感器, 那就太表面化了。因为以往不少类型的力式称重传感器, 如振弦式、电容式、音叉式、谐振晶体、表面波式传感器就其工作原理, 均能直接输出“ 数字”式脉冲信号, 而我们现在所谓的“ 数字传感器”恰好不是真正的数字传感器, 它是将由应变计因形变产生的模拟电压经过模数转换器转变为数字信号, 而不是直接输出数字脉冲信号的“ 数字传感器”。

　　另外, 一方面既使对应变式数字传感器而言, 由表面形式看, 国外有人认为“ 模拟称重系统与数字秤之间的主要区别在于对这些元件的安排和布置( Themain difference between analog scale systems anddigital scales is arrangement and location of thesecomponents) 。”因为已往的电子显示器也同样包含有模数转换器、微处理器, 同样可传出数字信号, 那么它们之间的本质上的差别是什么呢?

　　我认为可以归纳为以下几点:

　　( 1) 以前的模拟秤式称重系统, 它的最底层的溯源器是标准砝码。而数字传感器、数字接线盒或数字称重系统, 通过传感器的灵敏度( mv/v) 值, 就可得到称重物的质量值, 即通过灵敏度的转换, 可将力值( 或质量值) 准确的转变为相应的电量值, 测量该电量值就可得到被测力值, 它的最底层的溯源器是标准力源, 不必通过标准砝码溯源。而模拟式称重系统的显示器, 在未经标准砝码校准之前, 输出是一个无物理意义的量, 测量它并不能知道施加在与它相连接的传感器的力值为何值。由于数字系统特性,它无需砝码的标定, 就可测出所施加的力值( 或质量值) , 这就是数字系统与传统模拟称重系统最主要本质上的差别。由此引入的称重新理念, 使我们对数字称重系统有了更深层次、更新颖的认识, 这一特性奠定了数字称重系统无砝码校验的基础, 这种性能在工业领域显得更突出。