李振胜

1  引言

    电子秤是称重技术中的一种新型仪表，广泛应用于各种场合。电子秤与机械秤比较有体积小、重量轻、结构简单、价格低、实用价值强、维护方便等特点，可在各种环境工作，重量信号可远传，易于实现重量显示数字化，易于与计算机联网，实现生产过程自动化，提高劳动生产率。电子秤还具有自动零点追踪，超负荷显示自动熄灭之特点。将机械磅秤、地上衡/地中衡（汽车衡）、轨道衡等装上力敏传感器和单片机控制的智能称重仪表即成为智能数字式机电秤（或机电两用秤），提高了机械秤的计量精度，具有造价低廉、可靠性高、安装简单等特点，且不影响原机械秤任何传力结构。还有去皮、置零、累计次数、累计重量（计价型的累计金额）、零位自动调整、自动跟踪等功能。称重数据可直接打印或经计算机联网传送，工业用秤可提高工艺水平和产品质量，商贸用秤可提高结算信誉，带来不可估量的社会效益和经济效益。本文介绍的机械秤改电子秤模块原理框图如图1所示。

图1  机械秤改电子秤模块原理

2  机电秤模块的结构与调校

    机械秤改电子秤模块简称“机电秤模块”。一般为分体式（由荷重感应器和仪表组成），也可以是一体化模块。按机械秤类型分为：台秤型模块（50kg~1 000kg）、地上衡模块（2t~10t）、地中衡模块（15t~80t）、轨道衡模块（100t~300t），其它如钢材秤、料斗秤、包装秤、配料秤、天轨秤、牲畜秤、车载秤、专用收购秤等为“转移机电秤模块”。这些模块均已根据目标秤的杠杆比算好了感应器的传力比，并在仪表程序中设置好积分次数、积分时间、相应的数字滤波深度等参数，用户只需要在机械秤台面上钻二个孔即可完成安装。加上砝码，按键就可完成秤的准确度标定。台秤改造过程半小时即可全部完成，感应器的安装位置因机械秤型号不同而不同，但都要求垂直度好，传力杆不允许与其它物体接触。安装完毕插上9芯电缆，开机预热5分钟合上仪表的SW开关，即可进入准确标定状态。参数显示全部菜单式：依次在1/1000~1/3000精度范围内选择合适的分度值1、2、5，选择最大量程SP选择小数点位置Pt，标定空秤零点（此时，秤盘上不能放任何东西），放上前面输入满量程数的四等标准砝码，显示标定砝码重量，断开SW状态，标定即告结束。

3  机电秤使用

    将机械秤改成电子秤后，未破坏原机械秤结构。若停电，抬起传力杆，机械秤仍可照常使用。
    机电秤可以进行置零、去皮、累计重量、累计次数、毛重、净重、打印、串行数据传输等操作。仪表可直接插入16行或24行微型打印机对称重数据进行打印。打印格式为“序号重量”，序号3位，重量位数根据设定，单位为kg，显示器共7位，可显示累计重量999 999.9kg或t和99 999次。数据输出采用RS-232C串行通讯，可直接与微机连接，数据发送方式为起始-停止位发送，波特率2 400bps，起始位1bit，停止位1bit，数据位8bits以ASCⅡ方式先低位后高位输出。

4  工作原理

    电子秤基本上由传感器、放大电路、A/D变换电路、单片机控制显示部分、开关矩阵电路、键盘电路及电源电路组成。传感器将重量信号转换为相应的电信号，经放大后送入A/D变换成脉冲数重量，经过单片机控制下将模拟电压信号转换成数字量。这个数字量经单片机程序转换成与实际重量一致的数字值送显示窗显示。单片机同时对键盘及开关矩阵进行监测。根据输入的参数值，程序作出相应的处理。电源电路提供各部分的工作电压。微处理器采用如8050、HD404418F、8031等CPU。主板通用性很强，不同量程和分度值的秤，仅需调整主板上的跳线和拨码开关就可实现，唯一不同的是配用的传感器的额定承载能力。

    电子秤的工作原理图如图2所示。

图2  电子秤原理

    传感器是把力转换成电信号，在电子秤起着重要的作用。传感器的安装和保养工作好坏会直接影响电子秤的精度。由于电子秤的工作原理及本身结构决定，不能承受侧向力或超载，传感器不能随意乱放乱掉以避免传感器损坏，在使用时尽量避免超载，因为超载后会造成传感器性能变差。传感器不能受潮，因为受潮后会使传感器的绝缘性能变差，造成传感器损坏或性能下降，所以在露天或湿度较大的地方，在使用时应在传感器四周隙缝和插头座之间加防水胶或防潮胶，再加上防护罩，以免阳光或热源直射传感器造成温度误差。传感器如不使用应放上防潮剂，放在干燥的地方。

5  机电秤模块维护

    仪表安装的地方应保持清洁，其环境温度符合要求，无腐蚀性气体，在振动地方要加减震措施。仪表的电网最好与强电设备分开，并远离强磁场地方。仪表的外壳需要有良好的接地装置。仪表的传感器与显示器连线应用屏蔽导线，连接导线不宜过长。仪表如长期不使用要定期通电试验，防止仪表受潮霉变，在使用时一定要注意传感器和仪表对号。
    电子秤的调校：一般只进行零位调校。
    当最初安装、磅重系统相关部分作出改变或者准确度漂移时，显示器应重新调校，不同的电子秤有不同的操作方法。下面以PT650显示器为例，说明一下机电秤的调校过程。
    准备工作：① S1、S2预置好；② J16短接；③ 通电。
    零位调校：当传感器上无加载时，要求桥路输出为0。但由于传感器桥路不完全平衡以及放大器输入回路电桥本身可能不平衡，使在传感器上无加载时放大器有输出，因此必须调整零位。接上电源后，显示器出现“CAL”字样，几秒后显示器熄灭，零位指示灯亮着，检查磅面是否空载，否则必须清除载重。在磅面空载而指示灯熄灭的情况下，按“ON/OFF”，显示器显示“....”，表明零位调校成功。当零位调校完成后，显示器所有小数位应亮着。将J16回复开路，显示器将全部亮着，两秒后，显示磅面负载。移走砝码，检查零位，如有需要则可重新调校。