ZEMIC USA Inc.

+38 044 337-77-27

 +7 863 209-84-76 

Коммерческий курс (USD) на: 23.05.18

 Гривна (UAH): 26.00

 Рубль (RUB): 63,00

Полезные статьи

ЦИФРОВЫЕ ВЕСОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ: схемы построения и реализации.

В последнее время производители весовой техники все чаще предлагают клиентам цифровые датчики веса, обосновывая данный выбор лучшими эксплуатационными характеристиками и повышенной точности всей системы. В этой статье рассмотрены основные принципы построения схем измерения веса с применением датчиков и аналого-цифровых преобразователей (АЦП).

По сравнению со своими аналоговыми предшественниками цифровые датчики обеспечивают измерение веса с последующим преобразованием соответствующего нагрузке сигнала в последовательный многоразрядный двоичный код.

 

Рисунок 1.- Примеры преобразования аналогового сигнала в цифровой.

 

Передача цифрового сигнала осуществляется при помощи последовательного интерфейса RS-485, линия связи которого реализована на физическом уровне в виде витой пары. Наиболее распространенными протоколами передачи данных являются ProfiBUS, MODBUS, BitBUS.

Конструктивно цифровой тензодатчик представляет собой аналоговый датчик нагрузки, в корпус которого встроен преобразователь для оцифровки аналогового сигнала. В некоторых моделях цифровых тензодатчиков АЦП размещено в отдельном корпусе, соединенном с датчиком веса при помощи кабеля.

Точность измерения веса не зависит от типа выходного сигнала тензодатчика. Как в случае с аналоговыми, так и цифровыми датчиками точность данного средства измерения определяется соответствием тому или иному классу.

Рисунок 2.- Аналоговые и цифровые тензодатчики.

 

Система измерения веса с цифровыми датчиками

Одним из наиболее распространенных вариантов реализации цифровых весоизмерительных систем является схема с применением цифровых тензодатчиков, приведенная на рисунке 3.

 

Рисунок 3.- Схема измерения веса с применением цифровых датчиков веса.

 

Цифровые датчики, используемые в этой весоизмерительной схеме, подключаются к контроллеру, компьютеру или цифровому индикатору веса, используемому для отображения результатов измерения, анализа данных и дальнейшей обработки сигнала (формирования управляющего воздействия в дозирующих системах, срабатывания систем сигнализации и т.п.).

К общей линии связи весового контроллера может быть подключено количество цифровых датчиков, число которых не превышает его адресного пространства.

Длина кабеля от цифрового датчика до контроллера влияет на скорость передачи данных. Среднее значение рекомендованного производителями цифровых тензодатчиков расстояния от первичного преобразователя до принимающего устройства находится в пределах 1000 м.

 

               Преимущества использования цифровых тензодатчиков:

  • упрощение калибровки весоизмерительной системы;
  • прямое диагностирование неисправностей и сокращение времени обнаружения вышедшего из строя тензодатчика;
  • возможность конфигурирования сложных весовых систем и реализации на их основе многоуровневых алгоритмов управления.

Не смотря на существенные преимущества в настройке и калибровке системы, реализованной на базе цифровых измерительных устройств, существенным фактором, сдерживающим повсеместное использование датчиков веса с цифровым выходным сигналом, является их стоимость. Когда в весоизмерительной системе требуется использование преимуществ цифровых сигналов, возможна разработка и внедрение более выгодной схемы, приведенной ниже.

 

               Система измерения веса с аналоговыми датчиками и многоканальным аналого-цифровым преобразователем.

Весоизмерительная система, реализованная при помощи аналоговых тензодатчиков нагрузки и многоканального АЦП, приведена на рисунке 4.

 

Рисунок 4.- Схема измерения веса с применением аналоговых датчиков веса и многоканальным АЦП.

 

Установленные непосредственно на объекте измерения веса тензодатчики подключаются к многоканальному аналого-цифровому преобразователю, который производит оцифровку сигналов и последующую передачу данных на компьютер, контроллер или цифровой индикатор.

В конструкции многоканального АЦП размещены аналого-цифровые преобразователи для каждого канала измерения. Количество подключаемых к АЦП датчиков веса должно быть меньше или равно количеству каналов преобразователя.

По сравнению с методом оцифровки аналоговых сигналов с использованием  мультиплексора или суммирующей коробки и одноканального АЦП,  реализация схемы измерения веса на базе аналоговых датчиков и многоканального преобразователя обеспечивает ряд преимуществ, важнейшим из которых является возможность анализа состояния каждого из датчиков, включенных в систему.

Как и в случае со схемой измерения веса, состоящей из цифровых тензодатчиков, весоизмерительная система с многоканальным АЦП позволяет контролировать распределение веса при нагрузке грузоприемной платформы, производить электронную компенсацию углов, диагностировать неисправности в работе датчиков и т.д.

Еще одним важным преимуществом изображенной на рис.4 схемы является возможность сократить затраты на внедрение новой весоизмерительной системы или модернизацию уже существующих весов.

Кроме того, при выходе из строя одного или нескольких аналоговых датчиков по причине неосторожного обращения или динамического удара при погрузке замена вышедшего из строя оборудование окажется менее затратной, чем восстановление работоспособности системы, состоящей из цифровых тензодатчиков.

Об основных характеристиках АЦП, используемых в весовых системах, особенностях и критериях выбора данного оборудования будет рассказано в одной из следующих статей.


Мы ценим Вас!

С уважением,  команда "ЗЕМИК СНГ",

www.zemicusa.info

Для получения каталога укажите нам Ваши данные, мы свяжемся с Вами для уточнения.