（深圳赛德力检测设备有限公司）

    一、传感器的选择

    一般来说，多大吨位的秤就应该选择多大吨位的传感器。但是在实际应用中， 通常规定静态时衡器的载荷为：
    静态时衡器的载荷=70%×传感器的额定载荷×传感器的个数
    这是由于秤体自重的存在和动态时汽车上秤的振动、冲击、偏载等原因，使部分传感器瞬时承受比实际载荷多出10%～40%的重量，有时甚至超出传感器的额定载荷，使当次称量的准确度下降。为了使传感器在额定载荷内工作，可以人为规定70%的系数。规定一个上限，有助于提高秤体的准确性。

    表1 为允许过衡车辆的轴载。

   

    轴载指汽车后轴（ 含轴组）总载荷。汽车衡允许过衡轴载与传感器额定载荷、传感器支点距离等因素有关。
    实际选择中，还要考虑传感器的技术参数，尤其是灵敏度。
    首先分析一下灵敏度的定义（现讨论同一灵敏度的传感器，以2mV/V为例），额定载荷下，传感器的输出信号差（mV）与激励电压（V）的比值，单位是mV/V。其意义在于传感器和称重仪表的标准化、统一化。
    以QS系列称重传感器和XK3190-D9仪表为例来说明。
    QS-30T-A，灵敏度为2.0mV/V； D9仪表输出激励电压为8V。
    可以计算， 30t载荷状态下，传感器输出差模信号〔 Ui （+） －U i （－） 〕 =2mV/V× 8V=1.6mV，同样，20t、40t 等传感器额定载荷下的输出均为 1.6mV。
    多传感器使用时， 把所有传感器的输出信号并入接线盒中，由接线盒输出两根差模信号线（俗称“ 进机线”）到仪表。为确定所选择的传感器是否正确，给出了下面的计算公式。值得注意的是， 进机线的信号是多传感器信号平均值而非累加值。
    秤体满载时额定净输入信号（ 毫伏） U
    U=S× V× O/C× R
    式中：S——— 秤体量程，kg；V———传感器激励电压，V；O——传感器灵敏度，mV/V；C—— —传感器量程（额定载荷），kg；R———使用的传感器数据，这里表示并联电压回路数量。

    当U/仪表分度值>仪表输入灵敏度时，可判为合格。

    二、显示仪表的选择
    称重仪表的内部结构包括：放大电路、A/D 转换、单片机以及和单片机相连的控制面板、显示部分、打印部分和串型通讯部分。本文讨论的是其模拟信号及量化部分，即输入信号和其中的放大电路、A/D 部分的关系。
    1．集成运算放大器
    称重仪表采用的放大器均为高集成运放（如OP177、OP277、MAX422等），具有高分贝、低失调、低温漂、高共模抑制比等特点。传感器输出的差模信号正极与运放的同相输入端相连U P，负极和运放的反相输入端相连U N ，运放的同相与反相输入电阻均为R i ，反馈电阻R f ，则减法运算后输出电压U o =（R f /R i）×（U P - U N），增益Av =R f/R i 。调整反馈电阻使U o 和A/D转换器的模拟信号电压等级相匹配。由于仪表中运放采用几乎固定的增益和A/D模拟输入信号范围，根据上式得出仪表的输入信号范围U i 为：
    U i =U P - U N =（ A/D模拟信号范围）/（ 运放增益）
    2．模拟- 数字转换器
    称重仪表中多采用 16 位∑- Δ A/D 芯片，理论上能把采集来的模拟信号（ 上面论述的U o ） 作2 16（65536）等份。以基准电压对照，每一份模拟信号（ Δ =1/65536）对应一个数字量，这样就实现了模数转换的功能。在无其他因素限制时，可以把A/D的输出信号看成仪表内码的变换范围。
    把运放和A/D放在一起考虑，不难得出以下结论：

    仪表的A/D可以看成是等分其额定输入信号范围的。实际使用中的输入信号往往很难接近其额定输入信号，甚至有的达不到仪表输入信号范围的一半，这样不利于整个产品的准确度，也浪费了仪表的资源。当然，有用信号被等分得越多越好，这样可以提高产品的准确度和可调性。

    三、实例选配
    现在以SCS-40电子汽车衡为例来说明如何合理选配。
    要求解析：衡器的秤量值为40t，单节，4传感器。
    按要求，现在传感器中可以选配的有10t、15t、20t。
    1．传感器选配10t
    10t×4=40t
    理论上可行，正好完全利用，但是考虑到秤体自重及汽车的冲力、超载等因素，我们不能选用可能超出额定载荷的传感器。
    2．传感器选配15t
   15t×4=60t>40t
    60t×70%=42t>40t（此处也为临界状态，由于70%为安全使用系数，此处可以通过） 。
    （40000kg×8V×2mV/V）/（ 15000kg×4）=10mV
    C3等级分度数为3000
    则10mV/3000=3.33μ V/d
    这里取U=8V
    3.33μ V/d在现有多数仪表的输入灵敏度指标内，可以选用。
    3．传感器选配20t
    20t×4=80t>40t
    80t×70%=56t>40t
    （40000kg×8V×2mV/V）/（20000kg×4）=8mV
    C3等级分度数为3000
    则8mV/3000=2.67μ V/d
    这里取U=8V
    2.67μV/d在现有多数仪表的输入灵敏度指标内，可以选用。
    综合考虑上述第2节～第3节，第2节中净输入信号为10mV，第3节中净输入信号为8mV，即第2节中有用信号要多一些。仪表的净输入信号范围和反相输入模信号均大于第2节～第3节的范围（ 一般反相输入略小于同相输入的值）。但是第2节对仪表的利用率要比第3节高一些，即内码的识别能力要好一些。同理，应尽量选择信号范围接近传感器信号变化值的仪表。
    根据以上分析，我们用15t传感器。当然，如果暂时没有15t传感器，20t的也可以，但不要选择额定载荷更大的传感器（如30t、40t），因为那样会减少可调性和仪表的准确度，给检秤工作带来不必要的麻烦。
    在通常的情况下，衡器的配置由任务来确定，称重技术的可行性将影响最终的设计方案。对传感器和显示仪表技术性的深入理解，对选配高质量的衡器有很大的帮助。