電子天平結構原理

        結構原理
        稱重儀表是指在電子衡器中顯示被稱量物體質量和稱重狀態(tài)的儀表，也稱稱重顯示器。電子衡器原為模擬指示型，由誤差放大器、可逆電機、天平電橋、勵磁電源、刻度盤和指針組成，按自動天平電子電位器原理工作。其稱量速度慢、功能單一、精度低，已基本淘汰。電流稱重指示器為數顯式。
        電子衡器的組成
        數顯衡器的品種很多，其中一種如圖1所示。數顯接收并處理稱重傳感器輸出的電信號。電信號有模擬和數字兩種，常見的是幾毫伏到幾十毫伏的模擬電壓。數顯的電路原理如圖2所示，勵磁電源提供稱重傳感器的工作電源，同時提供A/D（模/數）轉換單元的參考電壓，其穩(wěn)定性一般在0.1%以上。放大單元通常采用測量放大器結構來接收和放大稱重傳感器的信號。放大倍數一般為數百倍。濾波器單元過濾掉從機器外部混入并由放大器本身產生的電噪聲。 A/D轉換單元將模擬量轉換為數字量，轉換位數通常取14位以上的二進制數。數據處理單元以微處理器為核心，采用外圍支持芯片組成。它在程序的控制下完成數據的采集、計算、存儲等一系列操作，并將處理結果發(fā)送到相應的接口。顯示單元以數字、文字、圖表等形式顯示稱重值和稱重狀態(tài)，并可通過接口與外部設備通訊。
        數顯衡器的性能包括五個方面：計量性能、功能、環(huán)境適應性、安全性和可靠性。與一般的數顯衡器相比，數顯具有5個特點：①帶傳感器勵磁電源，使用方便； ②采用比例式A/D轉換和倍頻技術，測量性能穩(wěn)定性好；水分儀、紅外水分儀、水分儀、水分測定儀、水分檢測儀、水分測定儀、水分含量測定儀， ③軟件可真實模擬振動、空秤變化、物料掉落等稱重特性，顯示快速、準確、穩(wěn)定； ④機器內有空秤歸零、零位跟蹤、校準、大刻度、分度位置等參數設置單元，更改方便，通用性強； ⑤具有輸出接口，可連接多種外部設備，輕松實現系統(tǒng)控制。
        準確度 國際法定計量組織 (OIML) 建議 3，非自動稱重學位等級分為4個等級。我國也根據衡器的等級，將電子衡器分為4個等級，分別以電子衡器相應的等級代號命名：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。每級衡器的允許測量誤差為相應級衡器允許誤差的0.7倍。
        儀器架構實際上非常簡單。一個電源為所有設備供電，一個AD部分負責放大傳感器的模擬信號并將模擬信號轉換為數字信號，一個處理單元，通常稱為單片機（MCU）， handles AD部分讀取的重量信號經過一系列的轉換處理，解碼成可顯示的信號，顯示在顯示屏上。同時，通常還有一個鍵盤電路來接受一些用戶控制。許多儀表還具有并口打印機端口、微型打印機驅動器、RS232或RS485接口與上位機或其他儀器通訊，數字電流環(huán)接口連接大屏幕。此外，工業(yè)控制中使用的許多儀器都有4-20mA電流回路接口連接到PLC。還有現場CAN總線或以太網接口，部分儀器有USB接口。但由于USB的傳輸距離太短，在稱重儀表中用處不大。因此，很少有儀器具有 USB 接口。