电子称重显示器发展到现在,总的发展趋势是小型化、模块化、数字化、智能化和网络化,由单一功能变为多种功能。以前许多必须由计算机完成的功能现在可以由称重显示器单独完成,称重显示器已经不仅仅是“秤”,功能也远远超出了“显示”范畴。
在种类繁多的称重显示仪表中,数字传感器称重仪表(以下简称为数字仪表)是市场上的新宠。数字传感器全称应为数字式智能称重传感器,其研发工作始于20世纪90年代中期。美国和德国的几家大公司把现代电子技术、微处理技术、数字补偿技术与传统的应变式称重传感器相结合,发明了数字传感器。其特点是抗干扰能力强、信号传输距离远、对称重显示控制仪表的要求相应较低、并联组秤调节方便等。
此外,随着电子秤的普及,在商品交易中利用电子秤的作弊行为越来越多,模拟传感器输出的信号很容易被一些不法商人利用遥控的方法改变,人们对电子秤的信赖程度大打折扣。数字传感器输出的是数字信号,利用传感器信号的作弊行为难度很大,从而比较有效地防止了这种行为。
从某种意义上讲,一个数字传感器就相当于一台称重仪表,只是把原本需要显示输出的内容变成了通讯输出,把直接重量输出变成了与重量成正比的AD码(内码)输出。
从以上介绍中可以看出,数字传感器完全可以只和计算机连接,通过计算机计算出重量并进行显示、存储、打印、传输等工作,也就是说可以脱离实际的仪表,而采用计算机软件设计的虚拟仪表。事实上有些厂家确实是这样做的,但是这样做的局限性也是非常明显的。
首先是计算机可移动性和可防护性差。计算机对使用场合要求比较高,对于震动、潮湿、灰尘等恶劣环境适应性较差。计算机对操作人员的素质要求也比较高,要避免操作人员在此台计算机上进行非法操作造成死机,或者计算机受病毒感染造成系统瘫痪。
第二,计算机软件的修改非常方便,这为不法用户的作弊行为提供了方便,也就失去了数字传感器的防作弊优势。因此有些地区的技监部门拒绝检定由计算机和数字传感器构成的称重系统。
第三,计算机的价格要远高于仪表的价格。除了非常复杂的功能,使用仪表的性价比要高于使用计算机。最后,计算机的启动时间比较长,从开机到称重软件的运行往往需要几分钟时间,不符合开机即可用的要求。计算机不能完全替代仪表,这是很多人都看到的事实,因此针对数字传感器开发仪表的公司正日益增多。耀华公司在此背景下开发出了两款数字仪表,分别是XK3190-DS1和XK3190-DS2。XK3190-DS1是段划式显示的数字仪表,目前可以和HBM公司以及仅一公司的数字传感器连接,最多可以接16个传感器。
目前市场上的数字传感器种类逐渐增多,通讯协议也是各行其是,我们选择这两款传感器是因为它们技术上比较成熟,使用比较可靠,此外传感器厂家公开其通讯协议也是我们必须考虑的内容。通讯协议不统一是数字传感器使用受到制约的因素,目前有关组织正在酝酿统一的数字传感器通讯协议,我认为,只要最基本的一部分协议达到统一,数字仪表的普及程度就会提高很多。我们希望更多性能可靠的数字传感器问世,我们的数字仪表也会增加对该种传感器的支持。
XK3190-DS1继承了公司的另一款模拟仪表XK3190-D10的功能,只是由于采用了数字传感器而有所不同。它增加了与传感器有关的一些设置,如设置传感器类型、个数、地址等。也可以自动扫描传感器的类型、个数和地址,可以查看传感器的内码以判断各传感器的受力情况。
XK3190-DS1提供了两种角差调整方式,即手动方式和自动方式。了解汽车衡的人都知道,传统的模拟式仪表是通过调节接线盒内的电阻来调整角差的,调节过程需要丰富的经验,调节范围也有一定限制,往往需要反复多次才能达到较好结果,实在是一件烦琐的工作。数字式仪表的四角调整工作要简单得多,其接线盒内不存在任何可调节部件,通常只是把各传感器接到从仪表引出的总线上,仪表根据传感器的不同地址,把它传过来的内码数据乘上不同的系数,然后再相加就修正了角差,而计算角差的过程就是角差调整。手动方式调整就是测量砝码放在秤台不同位置时各传感器的内码变化来手动计算出各传感器对应的系数,然后输入仪表。自动方式只需要依照仪表指示在秤台不同位置各放置一次砝码,仪表将自动完成系数的计算工作。通常只依靠自动方式就可以完成角差调整,手动方式的作用是:一方面,在自动调整时的环境比较恶劣的情况下(例如室外大风),可根据经验对调整系数作微调,然后手动输入;另一方面,在更换仪表时可以直接在新仪表中输入被替换仪表的角差系数,而不需要重新进行角差调整。
XK3190-DS1有一项对数字仪表来说比较特别的功能,即轨道衡功能。模拟仪表不区分从哪个传感器传来的信号,依靠调整接线盒内的电阻完成角差调整。数字仪表用作轨道衡时必须对传感器进行分组,认为同一组的两个数字传感器具有相同的调整系数,这样才能完成角差调整工作。XK3190-DS1就具有这样的功能。
XK3190-DS2支持的数字传感器与XK3190-DS1是一样的,但,是采用的全新的技术。这款仪表的核心不是51系列单片机,而是ARM芯片,运算处理速度快。显示采用了点阵式VFD或点阵式LCD,可以显示更加直观和丰富的信息。电源采用了开关电源,电压从110V到220V,电源频率从50Hz到60Hz都可以工作,可以有效解决电网电压不稳的问题,同时也解决了线性电源发热过大的问题,从节能
角度看是非常合适的,此外,开关电源对于来自电源线的干扰有很好的抑制作用,适合于干扰较大的场合。
XK3190-DS2秉承了耀华公司汽车衡仪表的一贯风格和使用习惯,对于熟悉耀华公司仪表的客户来说在使用上非常亲切,通讯、大屏幕、打印、记录的存储等功能保持不变。更重要的是仪表增加了与汉字有关的功能。
首先,XK3190-DS2提供了全汉字界面,即便没有使用过耀华公司仪表的客户也可以轻松掌握其操作。对于每个操作步骤都有汉字信息提示,提示的内容包括用户应该输入什么,输入范围是多大,输入的数据是否合法,仪表或传感器是否有故障以及何种故障等等。
第二,XK3190-DS2提供了便捷的汉字输入功能,可以输入汉字车号、货号和公司名称。汉字输入法采用拼音输入,懂拼音的用户几乎不需要学习就可以掌握。除了可以输入汉字外,还可以输入英文大写和小写字母、标点符号和数字，而且可以混合输入这几种内容。
第三,XK3190-DS2提供了快捷的车号、货号调用方式。用户输入的每一个车号或货号都自动生成一个三位数的快捷码,下次调用时只需要输入车号或货号的快捷码即可调用该车号或货号,避免每次调用都输入汉字。用户可以打印出车号和货号清单,上面列出了所有存储车号和货号的快捷码。
此外,在通讯和打印方面也全部可以输出汉字。如果上位机向仪表发送读车号或读货号指令,仪表就向上位机传输可包括汉字在内的车号或货号数据。打印方面,配合指定的汉字打印机可以打印出包含汉字的公司名称、车号和货号等记录信息。XK3190-DS2还提供了调节显示对比度(LCD显示)或显示亮度(VFD显示)功能。其它的功能,如搜索传感器、角差调整、仪表更换不需要重新标定
(只需输入传感器系数、零位AD码和标率即可)等方面都与XK3190-DS1相同。关于数字仪表和数字传感器,用户往往存在两个认识误区。
一个误区是使用数字仪表不需要对秤台进行校平。其实不论是模拟传感器还是数字传感器,最基本的都是应变式传感器把力的信号转换成电信号,我们知道,如果施加给传感器的力偏向,即使只使用一个传感器也会产生角差问题。因此同样必须做好秤台的安装,避免传感器侧向受力或由于传感器与秤台接触不充分造成受力不充分。另外一个误区是数字传感器的输出数据等于实际重量为好。数字传感器本身有一个标定问题,在接入秤台前可以进行标定(一般在传感器生产厂家完成标定)。如果标定后传感器输出的内码接近于重量并且有效位数很少,对于仪表内部的计算是非常不利的。因为传感器内码的末位数据有舍入误差,而且在仪表内部的计算过程中也会产生误差,使传感器的精度打了折扣。所以我们建议,如果用户需要重新标定传感器,可以把满量程标成一百万码,尽可能减少计算中引入的误差。
我们相信,在使用传感器的场合(例如汽车衡、轨道衡等),使用数字传感器的优势是明显的,数字化仪表的推广是大有空间的。
