电子地上衡器

[size=4][b]衡器（weighing machine），[/b]称量物体重量的器具，如秤、天平等。衡器广泛用于工业、农业、商业、科研、医疗卫生等部门。衡器是利用胡克定律或力的杠杆平衡原理测定物体质量的。衡器主要由承重系统（如秤盘）、传力转换系统（如杠杆传力系统）和示值系统（如刻度盘）3部分组成。衡器按结构原理可分为机械秤、电子秤、机电结合秤三大类。机械秤又分杠杆秤和弹簧秤。按衡量方法分非自动秤和自动秤。其主要品种有天平、杆秤、案秤、台秤、地中衡、地上衡、轨道衡、皮带秤、邮政秤、吊秤、配料秤和袋装秤等。衡器发展的重点是电子衡器。程控、群控、电传打印记录、屏幕显示等现代技术的配套使用，使衡器功能齐全，效率更高。通过衡量物体的重量（所受重力的大小）来测定该物体质量的器具。某些衡器习惯上称为秤。衡器广泛应用于工业、农业、商业、科研、医疗卫生等部门。衡器是利用力的形变平衡原理（虎克原理）或力的杠杆平衡原理测定物体质量的。形变平衡根据被测物自身重量所引起的弹性体形变量来测定被测物质量，形变量随着重力加速度的变化而变化；杠杆平衡根据标定砝码重量与被测物重量在杠杆上的平衡来测定被测物质量。杠杆平衡与重力加速度的变化无关，但在重力加速度等于零时，衡量失效。　[b]　简史 　[/b]衡器是在商品的交换过程中产生和发展的。人类最早使用的衡器是原始天平。约在公元前5000年，埃及就已使用等臂天平秤(图1 )。它是在简易杠杆中点设一支点，在杠杆一端(图中右端)的盘（钩）上放置被测物，在另一端（图中左端）的盘上逐个放置形状、质量一样的物体，当这种装置平衡时，就意味着两边的质量相等，并可从左端物体的个数推定右端被测物的质量。　　中国的度量衡制始于公元前2500年的“黄钟”律。据记载，“度本于黄钟之长，量本于黄钟之仑，权衡本于黄钟之重”。黄钟器已失传。夏代，中国始用权衡作为称重器具。权相当于砝码，衡指杠杆。杠杆正中有一小孔用作支点，在杆的两端各悬有挂钩，一边挂被称物，一边挂权。每一副权衡都有一组权。权的重量逐一递增，以称不同重量。汉代出现木质杆秤，此后一直沿用了2000多年。　　18世纪，苏格兰化学家J.布莱克首次将刀子、刀承应用在天平上，从而制得精确的称重器具。1831年，美国人T.费尔班克斯发明台秤，综合了不等臂杆秤和天平的优点，使各种机械式衡器趋于完善。20世纪中叶出现了简单的电子衡器，使衡器跨入电子时代。微处理机与称重传感器的结合引起了称重领域的变革，此后，微处理机在称重尤其是在动态称重方面的应用愈来愈广，已基本取代原来结构复杂的计算系统。微电子技术的不断发展，大规模、超大规模集成电路的出现，使得称重与过程控制等功能可以合并到同一电子单元中。20世纪80年代，电子衡器已遍及从微量称重到大型专业称重的各个领域，衡器产品已发展到上千个规格品种，静态准确度一般都在0.1％以上，动态准确度一般在1％～0.2％。　　中国约有250个衡器制造厂，能成批生产大型专用衡器19类、150多个品种、500多个规格。机械式衡器生产具有相当规模，电子衡器已形成年产几万台的能力。[/size]

在国民经济所有的领域中 , 衡器是应用最广、品种最多的法制计量器具。采用杠杆平衡原理的机械衡器是大家最熟知的称重计量器具。在杠杆加工精度和增铠质量制造精密的情况下 , 则机械衡器的精度可以调整到相当精确。但由于机械杠杆衡器的结构复杂 , 安装调整时 , 只有具备丰富经验的技术人员才能达到产品设计的要求 ; 其刀口和支承又极易磨损 , 也就会影响称量精度和灵敏度 ; 称量速度慢 , 维护操作不方便 , 维修周期短 , 维护费用高 , 在称量过程中容易产生人为误差 ; 又由于它采用刻度模拟量指示 , 所以其称量结果不能自动打印记录和远距传递 , 读数不直观 , 也不能参与计算机管理等等。这些致命弱点 , 使其应用受到了严重的限制。而现代工农业及科技的发展 , 对称量技术提出了 " 快速、准确、连续、自动 " 的要求。机械衡器是不可能满足这些要求的。只有采用现代传感器技术、电子技术和计算机技术一体化的电子秤, 才能满足并解决现实生活中提出的 " 快速、准确、连续、 自动 " 称量要求 , 同时有效地消除人为误差 , 使之更符合法制计量管理和工业生产过程控制的应用要求。凡利用 " 力一电 " 变换原理 , 将非电量的质量转换为电量的称量装置的计量器具 , 统称电子衡器。即凡装备有电子部件的衡器称为电子衡器。早期的电子衡器 , 由于精度低 ; 稳定性差 , 灵敏度和零点漂移大 , 维修复杂 , 元件多 , 成本高等缺陷 , 因而限制了电子衡器的推广应用与发展。但随着称重传感器制造技术、微电子技术的快速发展 , 及法制计量管理标准的完善 ,电子称同其它新技术一样 , 也得到了快速发展 , 并得到广泛的市场。当今工业发达国家 , 在贸易方面及生产过程的定量控制方面 , 实现电子化称量已基本达到 80% 左右。我国经过引进技术及装备 , 使电子衡器技术有了较大的进步 , 缩小了国际间的差距。尤其在单台秤的静态计量应用技术方面 , 已经普遍满足了的有关技术要求 , 而且一部分称重传感器、称重仪表和电子衡器打入了国际市场。但从总体上看 我国电子秤的无论在技术水平、生产规模、元器件、原材料配套、经营水平等方面 , 仍与国际水平有很大的差距。国内己使用电子衡器的用户所占比例还是很低的。因此 , 潜在的市场、待开发的市场还很大。电子秤较机械衡器在技术上有了很大的发展 , 它具有结构简单 , 安装调试方便 , 称量快捷 , 显示直观 , 并具有丰富的接口扩展功能 , 便于实现过程自动化称量 , 远距传输数据 , 以及与计算机联网统一进行企业的物流量管理等优点。还可实现对动态的物料进行计量和控制 , 如铁路、公路管理、生产过程中的配料、定量包装、检重、分选等功能。目前国内已经在不同程度上能够生产这些电子衡器 , 如磅秤，吊秤等。但尚未形成规模化 , 设计水平和生产工艺还有待于进一步开发 .

衡器仪表是指电子衡器中显示被称物的质量和称量状态的仪表，也叫称重显示器。电子衡器仪表原为模拟指示式，由误差放大器、可逆电机、平衡电桥、激励电源、度盘和指针等部分组成，按自动平衡电子电位差计原理工作。它称量速度慢，功能单一，准确度低，现已基本被淘汰。现用称重显示器为数字显示式。 电子衡器仪表的构成 结构原理 　数字显示式衡器仪表的品种很多,图1所示是其中的一种。数显器接受处理的是称重传感器输出的电信号。电信号有模拟量也有数字量，最常见的是几至几十毫伏的模拟电压。数显器的电路原理如图2所示。激励电源供给称重传感器工作电源，同时供给A/D（模／数）转换单元基准电压,其稳定度一般在0.1％以上。放大单元通常采用测量放大器结构，接受、放大称重传感器的信号。放大倍数一般为数百倍。滤波单元滤掉从机外混入的和放大器自身产生的电噪声。A/D转换单元把模拟量转换成数字量,转换位数通常取二进制数14位以上。数据处理单元是以微处理器为核心，使用外围支持芯片组成的，它在程序的控制下完成采集数据、运算、存贮等一系列操作，处理结果送到相应接口上。显示单元以数字或文字、图表等形式显示出称量值和称量状态，并可通过接口与外部设备联络。 衡器称重仪表的原理图-电路图 性能特点 数显衡器仪表的性能包括计量性能、功能、环境适应能力、安全性和可靠性5个方面。与通用的数字衡器称重仪表相比,数显器具有5个特点：①自带传感器激励电源，使用方便；②采用比率型A/D转换和倍频技术,计量性能中的长期稳定性好；③软件能真切地仿真振动、空秤变动、物料落差等称量特征，显示快、准、稳；④机内有空秤置零、零点跟踪、定标、最大秤量、分度位等参数的设定单元，改定方便，通用性强；⑤带输出接口，能够联接多种外部设备，方便地实现系统控制。 　　 准确度等级国际法制计量组织(OIML)3号建议规定，非自动衡器按准确度级别划分为4个等级。按配用衡器的级别，中国将电子衡器仪表也划分为4个等级,并分别冠以与电子衡器对应的级别代号：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。每个级别的衡器仪表的计量最大允许误差为对应级别衡器允许误差的0.7倍。 网友解释衡器仪表的基本架构原理 仪表架构其实很简单，一个电源为全部器件供电，一个AD部分负责将 传感器的模拟信号放大，模数转换到数字信号，一个中央处理器，也就是常说的单片机 （MCU），来处理AD部分读取到的重量信号，进行一系列的换算处理，最好译码为可显示阅读的信号，显示在显示屏上，同事一般还有键盘电路，来接受用户的 一些操控，很多仪表还带有并行打印口，微打驱动，RS232或RS485接口与上位机或其它仪表互联通讯，还有数字电流环接口，以连接大屏幕，另外工业控 制用的很多仪表带有4～20mA电流环接口，以配接PLC。高档的还有现场CAN总线或者以太网接口，某些仪表还有USB接口，不过USB由于传输距离太 近，在衡器仪表上用途较少，因此也很少有仪表有USB接口。