对“数字式电子衡器”几个问题的理解

对“数字式电子衡器”几个问题的理解

沈立人

数字式电子衡器已经成为我国的主流计量器具，但是目前关于数字式电子衡器在宣传方面的几个问题，已成扰乱用户选择产品的障碍，所以在此写出来大家交流。

1. 关于RS－485总线的问题

  ⑴ 可连接称重传感器的数量

目前数字式电子衡器基本上是采用RS-485总线技术，而当全部设备均与总线连接时，每个分段上最多可接32个站（主站或从站）。当分段站上连接的设备超过32个时，必须使用中继器用以连接各总线段，但串联的中继器一般不超过3个。也就是说，使用RS-485总线连接的设备总数不得超过128个。

但是，在介绍数字式电子衡器产品的资料中，没有看到比较详细的介绍。任何一台电气设备或部件，都存在一个消耗功率问题，数字式电子衡器也不会违背这个原则。所以在一个称量系统中，一定需要看每一台称重仪表的性能指标，如：存储器的容量大小、电源的功率大小、软件的包容度大小等等；每一个称重传感器所用芯片的功耗，如：工作电压、工作电流等。并且，还必须计算两者之间的匹配情况。绝对不是每一台数字式电子衡器都能连接32个数字式称重传感器的。

  ⑵ 信号传输的距离

一些数字式称重传感器的产品样本中，当介绍其波特率为1200～38400bit/s时，总是喜欢告诉用户，可以使用电缆线长度在×××m以上（这里没有介绍使用什么样的电缆线）。

从GB/T11014-1989《平衡电压数字接口电路的电气特性》国家标准的附录A中，可以看到：发生器和负载间距所允许的最大电缆长度是数据信号速率的函数，并且受容许的信号失真、纵向总耦合噪声发生器和负载电路地之间所引起的地电位差以及除电缆平衡的影响。增加发生器与负载接点之间的物理间距和互连电缆长度，将加大暴露之中的共模噪声、信号失真以及电缆不平衡的影响。因此，建议用户将电缆长度限制到最小，以便与发生器－负载物理间距的要求相适应。

当使用24AWG铜芯双绞电话电缆、线间旁路电容为52.5pF/m、终接100Ω电阻负载基础上所得出的经验数据。当数据信号速率降低到90kbt/s以下时，假定最大允许的信号损失为6dBV，则电缆长度被限制为1200m。当数据信号速率达到1Mbt/s多时，电缆长度将被限制为90m左右。而使用19AWG电缆时，较长距离的传输将是可能的；而使用28AWG电缆时，只能实现较短距离的传输。

从以上情况我们可以看出，为什么R76-1《非自动衡器》国际建议中要将称重传感器连接电缆的一些规定写入建议中。

2. 关于数字式称重传感器的几个参数

  ⑴ 灵敏度

在R60《称重传感器》（2000版）国际建议中，是这样对“灵敏度”定义的：传感器响应（输出）的变化对相应的激励（施加的载荷）变化的比。用“mV/V”表示。只是在R76-1《非自动衡器》（2006版）中使用了“额定载荷”的名称，其含义都是一样的。

在过去，大家都按这个规定来考虑“模拟式称重传感器”指标的，可是怎么到了“数字式称重传感器”，这个“灵敏度”所表示的成了100万码、20万码等的分辨力了呢？这个“灵敏度”所反映的内容是什么意思？这有什么用途？是否在误导用户？

在设计电子衡器时，选用什么规格的称重传感器，这个“灵敏度”指标应该是一个重要参数，从称重传感器的最大秤量、称重传感器的准确度、称重传感器的结构、称重传感器的安装等方面考虑。

实际上，同样两个最大秤量一样的称重传感器，如果一个灵敏度为1mV/V，而另一个灵敏度为2mV/V，那么其使用情况是完全不一样的。因为相对来讲，两者之间实际载荷能力相差一半左右。换句话讲，如果两者灵敏度相当，则灵敏度为1mV/V的称重传感器比灵敏度为2mV/V的称重传感器负载能力大一倍。

  ⑵ 最小检定分度值v_min

在R60《称重传感器》（2000版）国际建议中，对于最小检定分度值 的获得，是根据称重传感器的实际测量范围，可以分成的最小检定分度值。即，
 v_min = (D_max- D_min) / n 。

这里的“测量范围的最大载荷D_max”可以等于“称重传感器的最大秤量E_max”，也可以小于E_max；
这里的“测量范围的最小载荷D_min”可以等于“称重传感器的最小静秤量E_min”，也可以大于E_min。
绝对不是象某些产品样本上写的那样，v_min=E_max / 10000 。

3. 关于数字式衡器检定分度数的问题

现在许多制造企业数字式称重传感器的宣传指标中，将灵敏度指标标为20万码，甚至100万码。

有两个条件我认为目前不容易达到，一是制造许可证的问题，二是使用环境的问题。

  ⑴ 制造许可证问题

在R76-1《非自动衡器》中规定：“中准确度级”衡器的检定分度数，最高为10000e。也就是说，当我们拿到一个衡器产品的制造许可证时，如果许可证上注明了其产品型号、规格和准确度等级，明明只是“中准确度级”的产品，而当你生产超高10000e的衡器时，是否应该再去申领新的制造许可证呢？但是，“高准确度级”的电子衡器许可证可能是比较难于通过型式评价的，不要认为使用了数字式称重传感器，就可以轻松能够通过型式评价试验。请问目前我国已经有哪几个企业领取了“高准确度级”产品的制造许可证？否则，你是无证生产，是违反《计量法》的！

  ⑵ 使用环境问题

对于需求检定分度数大于5000e衡器产品的用户，我总是会首先问使用者一个问题：这种衡器在哪里使用，其周围的环境条件如何？

因为在R76-1《非自动衡器》国际建议中规定：没有特别规定工作温度范围的，该衡器应在－10℃～40℃温度范围内保持计量性能；有特殊温度界限规定的衡器，中准确度级（ 级）温度界限范围至少为30℃，而高准确度级（ 级）温度界限范围为15℃。那么另外还有“其他影响量和限制”等制约条件，如“机械振动”、“降雨降雪”、“气流”、“机械约束和限制”等等。

所以说，检定分度数大于5000e的衡器产品，如果分度值大于10kg，在室外正常条件下是能通过首次检定的，能够保证正常使用。但是，如果你想以此指标通过样机的型式评价试验，那么按照正常程序进行，可能难度是非常大的了。

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