В процессе выбора оборудования для весоизмерительной системы кроме основных параметров комплектующих часто возникают сомнения, на основе аналоговых или цифровых датчиков ее реализовывать. Причины этих сомнений самые различные: кто-то проектирует весы с дальнейшей интеграцией в АСУ, другой стремиться получить максимальную точность измерения, у третьих клиентов весы будут располагаться относительно далеко от места установки приборов, а некоторые просто считают цифровые датчики более современным решением для взвешивания. Чтобы внести ясность в вопросах выбора и помочь определиться с реализацией конкретной задачи, рассмотрим более подробно, что такое аналоговые и цифровые датчики, в чем их сходство и в чем отличие.

Главное отличие цифрового датчика от аналогового заключается в способе передачи сигнала о нагрузке на упругий элемент: с аналогового датчика поступает непрерывный во времени аналоговый сигнал, с цифрового- дискретный сигнал в виде цифрового кода. Конструктивно цифровой датчик представляет собой соответствующий аналоговый датчик с дополнительно встроенным в него аналого-цифровым преобразователем (АЦП). К примеру, цифровой DHM9B – это аналоговый НМ9B с установленным в корпус датчика одноканальным АЦП типа AD-01.

НМ9B + AD-01 = DHM9B

Именно с типом сигнала связаны особенности использования того или иного датчика, рекомендации по эксплуатации от производителей и предпочтения от проектировщиков и установщиков весовых систем.

Основными критериями при выборе датчиков чаще всего являются:

1 . ТОЧНОСТЬ

Как было указано выше, цифровой датчик является доработанным вариантом аналогового. Поэтому говорить, что точность цифрового датчика выше, чем точность соответствующего по метрологическим показателям аналогового, будет неверно. Погрешности и ошибки датчиков С3, С4 или С5 класса точности по OIML будут находиться в пределах, допустимых стандартами, и не зависят от типа выходного сигнала.
В то же время, если говорить о весоизмерительной системе в целом, то можно отметить, что точность передачи аналогового сигнала на большие расстояния или в сложных условиях эксплуатации хуже, чем у цифрового, что связано с особенностями передачи различных сигналов.
Аналоговый сигнал является более подверженным различным помехам и искажениям. Возникающие при передаче аналогового сигнала от датчика к прибору температурные погрешности, электромагнитные шумы, испульсные помехи, электростатические наводки и т.п. могут существенно искажать достоверность взвешивания. Вариантами уменьшения данных помех являяются использование в конструкции датчиков и при реализации весовых систем специального экранированного тензометрического кабеля, шестипроводных схем подключения, корректный выбор места установки весов.
Цифровой сигнал является более помехоустойчивым: возможные наводки и помехи влияют на стабильность передачи информации, но не искажают значение самого цифрового кода. Благодаря помехоустойчивости в цифровой весовой системе возможно добиться более высокой точности, чем в аналоговой, и реализовывать передачу сигнала на большие расстояния (аналоговые- до 200 м, цифровые- до 1200 м).

2. СТОИМОСТЬ

Стоимость цифровых тензодатчиков больше стоимости аналоговых, что вполне логично: добавляя к одному устройству дополнительное, стоимость нового устройства не может быть равной или меньше исходного. При этом сравнивая аналоговые и цифровые датчики одного производителя можно отметить, что увеличение стоимости является не настолько существенным, чтобы выбор оборудования осуществлялся лишь по экономическим соображениям, в ущерб потенциальным выгодам и преимуществам.

3. СЕРВИСНОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ

3.1. Удаленная диагностика системы

Весовая система, реализованная на аналоговых датчиках, из-за своей структуры не позволяет считывать сигнал с каждого датчика веса. Аналоговый сигнал суммируется в соединительной коробке, после его усредненное значение поступает на весовой индикатор, отображающий показания веса. Выявить проблему с каким-либо из датчиков при возникновении неполадок во всей системе- процесс трудоемкий, затратный по времени и ресурсам.
В цифровой весовой системе оцифрованные сигналы с каждого датчика последовательно поступают на индикатор или напрямую на компьютер с установленной программой отображения веса. При выходе из строя или проблемах в системе определение проблемного датчика производится быстро и относительно просто. Многие производители весовых систем выполняют удаленную диагностику оборудования и до выезда сотрудников на объект уже имеют представление о причине неисправности и вариантах ее устранения.
Данное свойство цифровых датчиков считается преимуществом как для производителей весов (быстрая диагностика, возможность мониторинга каждого из датчиков, определение нагрузки в местах установки датчиков и равномерности распределения веса и т.п.), так и для их пользователей (оперативное восстановление работоспособности весов, что особенно важно при интенсивном взвешивании на производствах, в портах, в элеваторах и т.п.)

3.2 Удобство замены датчика

Физически замена неисправного датчика производится одинаково вне зависимости от типа выходного сигнала. Последующая настройка аналоговой системы производится подстройкой резисторов в соединительной коробке, калибровкой весов и поверкой в органах метрологии.
Цифровые тензодатчики не требуют калибровки при замене в весах. При их замене достаточно внести в весовой индикатор или программное обеспечение специальный калибровочный коэффициент, и работа весов будет восстановлена.
Но при этом весы, в составе которых была произведена замена датчика, по умолчанию лишаются сертификата о поверке и не могут применяться для коммерческой деятельности. Поэтому даже при замене цифрового датчика требуется последующее внесение изменений в паспорт и поверка весов.

3.3 Взаимозаменяемость

Цифровые датчики различных производителей практически не взаимозаменяемы! АЦП датчиков с цифровым сигналом поддерживает протокол обмена, разработанный соответствующим производителем, и может использоваться только с соответствующим цифровым весовым индикатором. Об исключениях и вариантах замены цифровых датчиков одного производителя на цифровые датчики ZEMIC уточняйте у менеджеров компании.
Аналоговые датчики согласно взаимозаменяемости являются более универсальными. Соответствие габаритных размеров и электротехнических параметров позволяет устанавливать в системе датчики-аналоги разных производителей и подключать к ним различные по функционалу весовые индикаторы.

4. НАДЕЖНОСТЬ

Не смотря на правдивое утверждение, что дополнительный электронный элемент в виде АЦП может теоретически снижать надежность цифровых тензодатчиков, на практике надежность датчиков больше зависит от их корректной установки и эксплуатации. Гораздо чаще встречается выход из строя упругого элемента по причине неправильного монтажа, превышения нагрузки, динамических ударов, минимальный заводской брак в виде отслоения тензорезисторов и т.п. Поэтому исходя из опыта продаж и обратной связи от потребителей можем уверенно утверждать, что надежность аналоговых и цифровых датчиков примерно равна.

ИТОГ

Рассмотрев основные критерии оценки датчиков с различными выходными сигналами можно сделать следующие выводы:

Преимущества аналоговых датчиков:
-относительно низкая стоимость;
-взаимозаменяемость датчиков различных производителей.

Преимущества цифровых датчиков:
-мониторинг нагрузки на каждый из датчиков;
-оперативная диагностика и восстановление работы весов;
-удаленность весов до 1200 м.

Какой датчик лучше — аналоговый и цифровой? Ответить на этот вопрос возможно только с учетом понимания функционала, задач, требований и особенностей будущей системе измерения веса.
Ознакомиться с ассортиментом цифровых датчиков ZEMIC Вы можете в соответствующем разделе https://zemicusa.info/zemic-products/tenzometricheskie-datchiki-vesa/cifrovye-datchiki/
Для обсуждения выбора датчика и его применения, получения дополнительной информации и данных о дополнительном оборудовании свяжитесь с представителем компании «ЗЕМИК», отправив запрос на электронную почту или по указанным на сайте телефонам.