电子天平结构原理

        结构原理
        称重仪表是指在电子衡器中显示被称量物体质量和称重状态的仪表，也称称重显示器。电子衡器原为模拟指示型，由误差放大器、可逆电机、天平电桥、励磁电源、刻度盘和指针组成，按自动天平电子电位器原理工作。其称量速度慢、功能单一、精度低，已基本淘汰。电流称重指示器为数显式。
        电子衡器的组成
        数显衡器的品种很多，其中一种如图1所示。数显接收并处理称重传感器输出的电信号。电信号有模拟和数字两种，常见的是几毫伏到几十毫伏的模拟电压。数显的电路原理如图2所示，励磁电源提供称重传感器的工作电源，同时提供A/D（模/数）转换单元的参考电压，其稳定性一般在0.1%以上。放大单元通常采用测量放大器结构来接收和放大称重传感器的信号。放大倍数一般为数百倍。滤波器单元过滤掉从机器外部混入并由放大器本身产生的电噪声。 A/D转换单元将模拟量转换为数字量，转换位数通常取14位以上的二进制数。数据处理单元以微处理器为核心，采用外围支持芯片组成。它在程序的控制下完成数据的采集、计算、存储等一系列操作，并将处理结果发送到相应的接口。显示单元以数字、文字、图表等形式显示称重值和称重状态，并可通过接口与外部设备通讯。
        数显衡器的性能包括五个方面：计量性能、功能、环境适应性、安全性和可靠性。与一般的数显衡器相比，数显具有5个特点：①带传感器励磁电源，使用方便； ②采用比例式A/D转换和倍频技术，测量性能稳定性好；水分仪、红外水分仪、水分仪、水分测定仪、水分检测仪、水分测定仪、水分含量测定仪， ③软件可真实模拟振动、空秤变化、物料掉落等称重特性，显示快速、准确、稳定； ④机器内有空秤归零、零位跟踪、校准、大刻度、分度位置等参数设置单元，更改方便，通用性强； ⑤具有输出接口，可连接多种外部设备，轻松实现系统控制。
        准确度 国际法定计量组织 (OIML) 建议 3，非自动称重学位等级分为4个等级。我国也根据衡器的等级，将电子衡器分为4个等级，分别以电子衡器相应的等级代号命名：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。每级衡器的允许测量误差为相应级衡器允许误差的0.7倍。
        仪器架构实际上非常简单。一个电源为所有设备供电，一个AD部分负责放大传感器的模拟信号并将模拟信号转换为数字信号，一个处理单元，通常称为单片机（MCU）， handles AD部分读取的重量信号经过一系列的转换处理，解码成可显示的信号，显示在显示屏上。同时，通常还有一个键盘电路来接受一些用户控制。许多仪表还具有并口打印机端口、微型打印机驱动器、RS232或RS485接口与上位机或其他仪器通讯，数字电流环接口连接大屏幕。此外，工业控制中使用的许多仪器都有4-20mA电流回路接口连接到PLC。还有现场CAN总线或以太网接口，部分仪器有USB接口。但由于USB的传输距离太短，在称重仪表中用处不大。因此，很少有仪器具有 USB 接口。