电子汽车衡在使用前期,由于受到技术工艺方面的限制,尤其是受二次仪表与秤台传感器距离较远,以及温度变化较大时的影响,使之难以保证计量精度和稳定性,那么如何克服上述问题,保证其使用性能呢?表述如下:
传感器与二次仪表远距离传输
测量装置基本原理

测量电路与向传感器供电的供桥电源一般装在同一个机箱内,二次仪表要向现场秤台传感器提供电源,传感器把电信号传输到二次仪表进行计量处理。但由于用户对产品的使用要求不同,现场安装条件各异,所以它们之间的间距不同。通常二次仪表传感器在 10 米内为近距离传输,10 米以外为远距离传输。
长度对传输电缆线的影响
传感器通常是使用带屏蔽的多芯电缆与二次仪表连接,如图 b,在传输当中,线路损耗必然存在。从长度的角度来说,输入到传感器端的电压稍微下降,但由于该端信号较强,这一损耗可以忽略,然而,对于传感器输出信号,因其自身很弱,这一压降不可忽略。

VIN:二次仪表输入电压;V0:传感器输出电压;VD:电缆线上电压;RIN:二次仪表输入阻抗RD:电缆线电阻ρ:电阻率;L:电缆线长度;A:电缆线面积。
解①、②方程,得出:

由上式看出,当L 变大时,VIN 变小,也就是说随着电缆线增长,其本身的压降增大,则传感器输入到二次仪表端的信号变小,为了满足相同的额定量程,必须提高二次仪表的放大倍数,采用提高二次仪表的灵敏度方法来对线路损耗进行补偿,这对二次仪表就提出了更高的要求。否则,当电缆太长,信号减弱太多,二次仪表输入电压小于其最高灵敏度时,仪表就会跳字。
温度对传输线电阻的影响
由图 b 得出传感器输入电压:

RC:传感器输入阻抗
传输线电阻RD 与长度成正比,并且随着温度的变化可变化。当传感器与供桥电源相距较短时,电缆电阻RD 不大,所以温度的变化对其影响有限。但当两者相距较长时,由于电缆电阻RD 的增大,则温度的变化对其影响明显。这时,温度的变化引起 RD 变化,同时造成电缆电压 VD 同步变化,从而使得 V’IN 也发生变化,这样就造成传感器输出信号产生波动,使得计量产生很大误差,所以,稳定 V’IN,是远距离信号传输的关键。
稳定二次仪表的工作措施
依前所述,传输电缆长度增长后,系统会出现跳字和漂移,从而影响计量精度,因此要合理选择电缆长度。
电缆线长度的选择
为了使二次仪表正常计量,长度的选择应满足输入信号:

二次仪表的输入阻抗RIN通常已知或实际测出,传感器输出V0 由灵敏度计算得出,因而通过⑤式的要求,可计算出长度 L。这一长度 L 为传感器与二次仪表的最大距离,超出此距离,二次仪表将无法正常工作。
六线制长线补偿
综上所述,由于温度变化使长线路中传感器输出信号波动。要稳定 V’IN,这时可采取恒流源供电,但费用很高。实际中,多采取六线制长线补偿法,如图 C。

通常,传感器与供桥电源,二次仪表采取四芯电缆连接,两根作为供桥电压输入线,两根作为传感器输出信号线。采取长线补偿时,增加的两根供桥电压反馈线,接到传感器供桥电压输入端,给供桥电源提供一个反馈信号,由于该电流取样很小,所以不影响传感器输入端的电压。这时,当温度变化时,传感器输入电压 V’IN 也随其波动。这一变化经反馈线路传送到供桥电源基准电路,从而对传感器输入电压进行调节,达到了稳定V’IN的目的。
通过上述措施,使得电子汽车衡远距离信号传输问题得到解决,传输距离可达50 米以上,系统仍稳定,计量仍精确,从而使电子汽车衡在危险、有毒有害、污染等领域得到更加广泛应用。
作者:大连台秤厂 □张贵悦




