本文從實(shí)踐的角度出發(fā)，首先介紹了地磅串聯(lián)式接線盒的原理、每個傳感器回 路上使用一個電位器或是兩個電位器接線盒間的差別，最后向新手推薦一種常規(guī)調(diào)角偏差的方法。

使用多只應(yīng)變式傳感器地磅的“角差修正” 是地磅生產(chǎn)調(diào)試中的非常普通的一步工作，很多 人都會做，但其中也有一些誤區(qū)，這些誤區(qū)可能 使調(diào)試過程變得復(fù)雜甚至影響秤的長期穩(wěn)定性。 本文從實(shí)踐的角度出發(fā)，首先介紹了串聯(lián)式接線 盒的原理、每個傳感器回路上使用一個電位器或 是兩個電位器接線盒間的差別，最后向新手推薦 一種常規(guī)的調(diào)角方法，希望能給大家啟發(fā)。

一、串聯(lián)式接線盒原理

(一）應(yīng)變式傳感器并聯(lián)使用原理分析

目前采用多只應(yīng)變式稱重傳感器裝成稱重單 元的地磅，基本上都是采用對應(yīng)相同信號成并聯(lián) 的方式，即在邏輯上將所有的傳感器相對應(yīng)的供 橋電源引線和信號引線分別接在一起實(shí)際應(yīng)用 中還要加上角差修正用的電位器、電阻，接到儀 表上使用。

經(jīng)理論分析計算，我們知道其并聯(lián)后的輸出 信號是各個傳感器輸出信號按其輸出阻抗的倒數(shù) (電導(dǎo)加權(quán)平均后的信號。以四個傳感器為例， 并聯(lián)后的輸出信號為：

這樣并聯(lián)后的輸出信號和總重量成線性的正 比關(guān)系，而和各個傳感器分擔(dān)重量的百分比沒有 關(guān)系，在理論上可以認(rèn)為這樣的衡器沒有角差。

實(shí)際上構(gòu)成地磅的各傳感器間的靈敏度和輸 出阻抗不完全相同，因此并聯(lián)后的輸出信號和各 個傳感器分擔(dān)重量的百分比有關(guān)系，這就導(dǎo)致角 差。角差修正就是通過調(diào)節(jié)各傳感器的靈敏度或輸入阻抗，將靈敏度乘輸出電導(dǎo)的值調(diào)節(jié)一致。

(二）串聯(lián)式接線盒的原理

串聯(lián)式接線盒是通過調(diào)節(jié)單個傳感器的激勵 電壓來調(diào)節(jié)其靈敏度的。當(dāng)電位器的阻值改變后, 其靈敏度和輸出阻抗都發(fā)生了改變，經(jīng)理論計算靈敏度發(fā)生的變化要遠(yuǎn)大于輸出阻抗發(fā)生變化的 影響，為了討論方便，下面我們僅考慮調(diào)節(jié)電位 器對靈敏度發(fā)生的影響。

串聯(lián)式接線盒的原理如圖1所示。

二、串聯(lián)式接線盒的選擇

㈠串聯(lián)式接線盒的種類 目前常用的串聯(lián)式接線盒有兩種，㈠種是如 圖1所示采用2個電位器的調(diào)整方式，電位器的 阻值為20Q,另㈠種是只使用其中㈠個電位器的 方案（省略圖1中的W2-1和W2- 2的電位韓, 電位器的阻值為50Q。下面我們來比較㈠下兩者 的差別。

?使用兩個電位器方式的優(yōu)點(diǎn)： a調(diào)節(jié)精度相對較高綢㈠圈對應(yīng)的電阻較

少；

b.如果平衡的調(diào)節(jié)兩個電位器，調(diào)節(jié)后輸出 的共模電壓值不變，對零點(diǎn)的影響較小，調(diào)節(jié)比 較直觀。

?使用㈠個電位器的優(yōu)點(diǎn)： a㈠個角只調(diào)節(jié)㈠個電位器，操作較容易： b.元器件減少㈠半，故障率也減少㈠半。

用戶可以根據(jù)自己的使用場合和偏好，選用 合適的串聯(lián)式接線盒方案。

㈡共模電壓不同對輸出零點(diǎn)的影響

下面簡單地分析㈠下共模電壓是否相同，對輸出零點(diǎn)的影響。以兩個傳感器為例，經(jīng)分析計算，其并聯(lián)后的輸出信號為：

其中：G1、G2分別為傳感器信號正的輸出電導(dǎo)；

G1'、G2'分別為傳感器信號負(fù)的輸出電導(dǎo)： Uc1、Uc2分別為傳感器輸出的共模電壓：

Ud1、Ud2分別為傳感器輸出的差模電壓。 如果傳感器的輸出阻抗是平衡的，即傳感器 信號正的輸出電導(dǎo)等于信號負(fù)的輸出電導(dǎo)，則輸

出信號，即輸出信號和共模電壓沒有關(guān)系。

如果傳感器的輸出阻抗是不平衡的（比如傳 感器生產(chǎn)工藝中輸出電阻調(diào)節(jié)時會單邊串入㈠個 歐姆級的電阻，造成傳感器輸出阻抗的不平衡則共模電壓的不同會帶來零點(diǎn)的變化。

假設(shè)其中有一個傳感器的輸出阻抗不平衡 (G1^ G1', G2=G2),則輸出信號

其中共模電壓對輸出信號零點(diǎn)的影響是

jj _ G2(G1_ G' 1)(Uc1_ 1Uc2)

z_ G1+G2 (G1'_ G2)

影響程度分析：假設(shè)一個40t的秤使用兩個 30t的傳感器，靈敏度為2mV/V,儀表的供橋電壓 為5V。一號傳感器的輸出阻抗不平衡，輸出電導(dǎo) 分別是G1=1/350和G1'=1/355, 二號傳感器的輸 出電導(dǎo)為G2=1/350。

使用1t的砝碼壓角調(diào)角差。1t砝碼的輸出信 號為0.33mV。則每調(diào)節(jié)1%的靈敏度會產(chǎn)生最大 3.3^ V的線性變化。同時調(diào)節(jié)1%的靈敏度會產(chǎn)生 0.025V的共模電壓差，繼而產(chǎn)生88|J V的零點(diǎn)變化叫。可以

看出零點(diǎn)的變化要遠(yuǎn)大于線性的變化。這一點(diǎn)在 使用一個電位器的接線盒時必須特別注意。

當(dāng)前很多傳感器廠家都是采取阻抗分類配對 的方式，其輸出阻抗的平衡性較好，則共模電壓不 同對輸出零點(diǎn)的影響可以忽略。使用這類傳感器時 則可采用一個電位器的調(diào)節(jié)方式，調(diào)節(jié)更方便。

三、串聯(lián)式接線盒調(diào)節(jié)方法

串聯(lián)式接線盒調(diào)節(jié)方法很多，下面給新手推 薦一種常規(guī)的調(diào)節(jié)方法。

(一）將所有電位器都調(diào)到中間值。（如果接線 盒出廠時已經(jīng)調(diào)整過，可以跳過該步驟）

操作方法：將萬用表調(diào)節(jié)到歐姆檔，搭在總 線的E+域E-)和傳感器接口的E+域E-) 上，調(diào)節(jié)對應(yīng)的電位器到相應(yīng)的阻值，比如20Q 的電位器都調(diào)節(jié)到10Q。

(二）將儀表調(diào)到內(nèi)碼或者細(xì)分碼的顯示狀態(tài)， 用同樣重量的砝碼威重物壓各個角，記錄各個 角的儀表顯示值，分別為N1、N2、N3?Nn。

(三）計算調(diào)節(jié)電壓

其中N?為誤差最大一個角的儀表顯示值

P1為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，一般為0.25?0.75,按不同秤 臺和安裝結(jié)構(gòu)會有差別，需在實(shí)踐中調(diào)整。

E為儀表的供橋電壓，準(zhǔn)確的說是在接線盒總 線上測得的供橋電壓。

Uad為需要調(diào)節(jié)的電壓

(四） 調(diào)節(jié)

如果使用的單路是兩個電位器的接線盒：將 萬用表調(diào)到電壓檔，搭在總線的E+和對應(yīng)傳感器 接口的E+上，調(diào)節(jié)對應(yīng)的電位器。如果該角偏小 則將電壓調(diào)小0.5Uad ；如果該角偏大則將電壓調(diào)大 0.5Uad。再搭在總線的E_和對應(yīng)傳感器接口的E- 上，調(diào)節(jié)對應(yīng)的電位器。如果該角偏小則將電壓 調(diào)小0.5Uaj ；如果該角偏大則將電壓調(diào)大0.5Uad。

如果使用的單路是一個電位器的接線盒：將萬 用表調(diào)到電壓檔，搭在總線的E+和對應(yīng)傳感器接 口的E+上，調(diào)節(jié)對應(yīng)的電位器。如果該角偏小則 將電壓調(diào)小Uadj ；如果該角偏大則將電壓調(diào)大Uadj。

(五）重復(fù)（二?（四步驟，直至誤差符合 要求。

(六）小建議

電位器的溫度系數(shù)一般都較大，最好的也要 100ppm^r,如果接350Q的傳感器，使用單路兩 個電位器的接線盒，電位器的初始值都調(diào)節(jié)到 10Q左右，接線盒會給整秤帶來5.7ppmTC的線性 溫度漂移，是不可忽略的誤差。

對于溫度特性要求高的場合，建議在調(diào)試前 將電位器的初始值都調(diào)節(jié)到0Q,這樣可以將接線 盒的溫度影響降到最低，但缺點(diǎn)是只能調(diào)小不能 調(diào)大，當(dāng)某個角重量偏小時，必須調(diào)大其他角位 所有電位器的阻值，調(diào)試較麻煩。

四、調(diào)試實(shí)例

下面以XK3190- A9+儀表和單路兩個電位器 的四線制串聯(lián)式接線盒為例說明調(diào)試方法：

(一）首先將所有電位器都調(diào)到10Q

(二）將壓角砝碼標(biāo)定到1000個分度，使儀表進(jìn)入內(nèi)碼顯示狀態(tài)，然后逐個壓角，記錄儀表顯 示的內(nèi)碼。比如1號到4號角數(shù)據(jù)分別如下： 20250, 20000, 20250, 21500。

㈢計算Uad

通過觀察發(fā)現(xiàn)4號角的偏差最大，

(四）將萬用表調(diào)到電壓檔，搭在總線的E+ 和4號傳感器接口的E+上，調(diào)節(jié)對應(yīng)的電位器。 將電壓調(diào)大0.244V ;然后再搭在總線的E-和4號 傳感器接口的E-上，調(diào)節(jié)對應(yīng)的電位器。將電壓 調(diào)大 0.244V。

(五）重新壓角，記錄儀表顯示的內(nèi)碼。1號 到4號的數(shù)據(jù)分別是：19982, 20000, 1998219890。

我們可以看到誤差從1500,降到了 110。 提示：從上面的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)4號角從多1500 變?yōu)樯?/span>110,有點(diǎn)調(diào)過頭了，說明Pi取0.5得過 小，下次同種情況可以稍微調(diào)大一點(diǎn)Pi參數(shù)，如 調(diào)為0.51,可以加快調(diào)試速度。

重復(fù)（二 ~ (四的工作，直至誤差滿足要 求，完成角差修正。