對(duì)“數(shù)字式電子衡器”幾個(gè)問題的理解

沈立人

數(shù)字式電子衡器已經(jīng)成為我國的主流計(jì)量器具，但是目前關(guān)于數(shù)字式電子衡器在宣傳方面的幾個(gè)問題，已成擾亂用戶選擇產(chǎn)品的障礙，所以在此寫出來大家交流。

1. 關(guān)于RS－485總線的問題

  ⑴ 可連接稱重傳感器的數(shù)量

目前數(shù)字式電子衡器基本上是采用RS-485總線技術(shù)，而當(dāng)全部設(shè)備均與總線連接時(shí)，每個(gè)分段上最多可接32個(gè)站（主站或從站）。當(dāng)分段站上連接的設(shè)備超過32個(gè)時(shí)，必須使用中繼器用以連接各總線段，但串聯(lián)的中繼器一般不超過3個(gè)。也就是說，使用RS-485總線連接的設(shè)備總數(shù)不得超過128個(gè)。

但是，在介紹數(shù)字式電子衡器產(chǎn)品的資料中，沒有看到比較詳細(xì)的介紹。任何一臺(tái)電氣設(shè)備或部件，都存在一個(gè)消耗功率問題，數(shù)字式電子衡器也不會(huì)違背這個(gè)原則。所以在一個(gè)稱量系統(tǒng)中，一定需要看每一臺(tái)稱重儀表的性能指標(biāo)，如：存儲(chǔ)器的容量大小、電源的功率大小、軟件的包容度大小等等；每一個(gè)稱重傳感器所用芯片的功耗，如：工作電壓、工作電流等。并且，還必須計(jì)算兩者之間的匹配情況。絕對(duì)不是每一臺(tái)數(shù)字式電子衡器都能連接32個(gè)數(shù)字式稱重傳感器的。

  ⑵ 信號(hào)傳輸?shù)木嚯x

一些數(shù)字式稱重傳感器的產(chǎn)品樣本中，當(dāng)介紹其波特率為1200～38400bit/s時(shí)，總是喜歡告訴用戶，可以使用電纜線長(zhǎng)度在×××m以上（這里沒有介紹使用什么樣的電纜線）。

從GB/T11014-1989《平衡電壓數(shù)字接口電路的電氣特性》國家標(biāo)準(zhǔn)的附錄A中，可以看到：發(fā)生器和負(fù)載間距所允許的最大電纜長(zhǎng)度是數(shù)據(jù)信號(hào)速率的函數(shù)，并且受容許的信號(hào)失真、縱向總耦合噪聲發(fā)生器和負(fù)載電路地之間所引起的地電位差以及除電纜平衡的影響。增加發(fā)生器與負(fù)載接點(diǎn)之間的物理間距和互連電纜長(zhǎng)度，將加大暴露之中的共模噪聲、信號(hào)失真以及電纜不平衡的影響。因此，建議用戶將電纜長(zhǎng)度限制到最小，以便與發(fā)生器－負(fù)載物理間距的要求相適應(yīng)。

當(dāng)使用24AWG銅芯雙絞電話電纜、線間旁路電容為52.5pF/m、終接100Ω電阻負(fù)載基礎(chǔ)上所得出的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。當(dāng)數(shù)據(jù)信號(hào)速率降低到90kbt/s以下時(shí)，假定最大允許的信號(hào)損失為6dBV，則電纜長(zhǎng)度被限制為1200m。當(dāng)數(shù)據(jù)信號(hào)速率達(dá)到1Mbt/s多時(shí)，電纜長(zhǎng)度將被限制為90m左右。而使用19AWG電纜時(shí)，較長(zhǎng)距離的傳輸將是可能的；而使用28AWG電纜時(shí)，只能實(shí)現(xiàn)較短距離的傳輸。

從以上情況我們可以看出，為什么R76-1《非自動(dòng)衡器》國際建議中要將稱重傳感器連接電纜的一些規(guī)定寫入建議中。

2. 關(guān)于數(shù)字式稱重傳感器的幾個(gè)參數(shù)

  ⑴ 靈敏度

在R60《稱重傳感器》（2000版）國際建議中，是這樣對(duì)“靈敏度”定義的：傳感器響應(yīng)（輸出）的變化對(duì)相應(yīng)的激勵(lì)（施加的載荷）變化的比。用“mV/V”表示。只是在R76-1《非自動(dòng)衡器》（2006版）中使用了“額定載荷”的名稱，其含義都是一樣的。

在過去，大家都按這個(gè)規(guī)定來考慮“模擬式稱重傳感器”指標(biāo)的，可是怎么到了“數(shù)字式稱重傳感器”，這個(gè)“靈敏度”所表示的成了100萬碼、20萬碼等的分辨力了呢？這個(gè)“靈敏度”所反映的內(nèi)容是什么意思？這有什么用途？是否在誤導(dǎo)用戶？

在設(shè)計(jì)電子衡器時(shí)，選用什么規(guī)格的稱重傳感器，這個(gè)“靈敏度”指標(biāo)應(yīng)該是一個(gè)重要參數(shù)，從稱重傳感器的最大秤量、稱重傳感器的準(zhǔn)確度、稱重傳感器的結(jié)構(gòu)、稱重傳感器的安裝等方面考慮。

實(shí)際上，同樣兩個(gè)最大秤量一樣的稱重傳感器，如果一個(gè)靈敏度為1mV/V，而另一個(gè)靈敏度為2mV/V，那么其使用情況是完全不一樣的。因?yàn)橄鄬?duì)來講，兩者之間實(shí)際載荷能力相差一半左右。換句話講，如果兩者靈敏度相當(dāng)，則靈敏度為1mV/V的稱重傳感器比靈敏度為2mV/V的稱重傳感器負(fù)載能力大一倍。

  ⑵ 最小檢定分度值v_min

在R60《稱重傳感器》（2000版）國際建議中，對(duì)于最小檢定分度值 的獲得，是根據(jù)稱重傳感器的實(shí)際測(cè)量范圍，可以分成的最小檢定分度值。即，
 v_min = (D_max- D_min) / n 。

這里的“測(cè)量范圍的最大載荷D_max”可以等于“稱重傳感器的最大秤量E_max”，也可以小于E_max；
這里的“測(cè)量范圍的最小載荷D_min”可以等于“稱重傳感器的最小靜秤量E_min”，也可以大于E_min。
絕對(duì)不是象某些產(chǎn)品樣本上寫的那樣，v_min=E_max / 10000 。

3. 關(guān)于數(shù)字式衡器檢定分度數(shù)的問題

現(xiàn)在許多制造企業(yè)數(shù)字式稱重傳感器的宣傳指標(biāo)中，將靈敏度指標(biāo)標(biāo)為20萬碼，甚至100萬碼。

有兩個(gè)條件我認(rèn)為目前不容易達(dá)到，一是制造許可證的問題，二是使用環(huán)境的問題。

  ⑴ 制造許可證問題

在R76-1《非自動(dòng)衡器》中規(guī)定：“中準(zhǔn)確度級(jí)”衡器的檢定分度數(shù)，最高為10000e。也就是說，當(dāng)我們拿到一個(gè)衡器產(chǎn)品的制造許可證時(shí)，如果許可證上注明了其產(chǎn)品型號(hào)、規(guī)格和準(zhǔn)確度等級(jí)，明明只是“中準(zhǔn)確度級(jí)”的產(chǎn)品，而當(dāng)你生產(chǎn)超高10000e的衡器時(shí)，是否應(yīng)該再去申領(lǐng)新的制造許可證呢？但是，“高準(zhǔn)確度級(jí)”的電子衡器許可證可能是比較難于通過型式評(píng)價(jià)的，不要認(rèn)為使用了數(shù)字式稱重傳感器，就可以輕松能夠通過型式評(píng)價(jià)試驗(yàn)。請(qǐng)問目前我國已經(jīng)有哪幾個(gè)企業(yè)領(lǐng)取了“高準(zhǔn)確度級(jí)”產(chǎn)品的制造許可證？否則，你是無證生產(chǎn)，是違反《計(jì)量法》的！

  ⑵ 使用環(huán)境問題

對(duì)于需求檢定分度數(shù)大于5000e衡器產(chǎn)品的用戶，我總是會(huì)首先問使用者一個(gè)問題：這種衡器在哪里使用，其周圍的環(huán)境條件如何？

因?yàn)樵赗76-1《非自動(dòng)衡器》國際建議中規(guī)定：沒有特別規(guī)定工作溫度范圍的，該衡器應(yīng)在－10℃～40℃溫度范圍內(nèi)保持計(jì)量性能；有特殊溫度界限規(guī)定的衡器，中準(zhǔn)確度級(jí)（ 級(jí)）溫度界限范圍至少為30℃，而高準(zhǔn)確度級(jí)（ 級(jí)）溫度界限范圍為15℃。那么另外還有“其他影響量和限制”等制約條件，如“機(jī)械振動(dòng)”、“降雨降雪”、“氣流”、“機(jī)械約束和限制”等等。

所以說，檢定分度數(shù)大于5000e的衡器產(chǎn)品，如果分度值大于10kg，在室外正常條件下是能通過首次檢定的，能夠保證正常使用。但是，如果你想以此指標(biāo)通過樣機(jī)的型式評(píng)價(jià)試驗(yàn)，那么按照正常程序進(jìn)行，可能難度是非常大的了。

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