全电子汽车衡.docx

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全电子汽车衡

全电子汽车衡

技

术

一、全电子汽车衡工作原理及系统组成

1、工作原理：

全电子汽车衡：

载荷（一般指货物或货车等）进入承载器上，在物体重力作用下，使称重传感器弹性体产生变形，粘贴于弹性体上的应变计桥路阻抗失去平衡，输出与重量数值成比例的电信号，经称重仪表的放大器、A/D转换器等将模

拟信号转换成数字信号，再经仪表的微处理器（CPU）对重量信号进行处理后直接显示重量等数据从而实现货物或车辆的称量。

2、系统组成：

全电子汽车衡系统标准配置由秤台、称重传感器和称重显示部分（包括称重显示仪表、接线盒和信号电缆）三大基本单元组成，根据用户的不同需要可选购其它外接设备以组成各种配置，包括：

计算机、打印机、电源浪涌保护器、稳压电源及多功能电源插座。

—謎受

C3^~

孑—taBHahG

精确度等级

（国标）由非线性，滞后，重复性，蠕变，零点温度系数，灵敏度温度系数六项指标中最大的误差确定。

分为0.02,0.03,0.05等

额定输出

即灵敏度，传感器承受最大称量时，输出值与激励电压之比。

标准灵敏度有1，1.5，2，2.5，3mv/V5档，我公司为2mv/V

非线性

传感器进程校准曲线与理论直线的偏差

重复性

在相同的负荷及环境下，连续数次进程所得传感器输出读数之间的差值

滞后

施加同一载荷时传感器输出读数之间的最大差值，其中一次是进程读数，另一次是回程读数

零点输出

传感器零载时的输出值

蠕变

负荷不变，所有环境及其他变量不变的情况下，传感器输出随时间的变化。

（考核时间影响）

零点温度系数

温度变化引起的零点漂移。

（考核温度影响）

灵敏度温度系数

温度变化引起的零灵敏度漂移。

（考核温度影响）

补偿温度范围

在此温度范围内，传感器各项技术指标符合样本所列的要求

使用温度范围

传感器可以正常工作的温度范围

绝缘电阻

传感器各接线端子与弹性体之间的电阻值，一般大于5000M欧姆（50V

电压下）

安全超载

可以施加在传感器的最大负载，此时传感器在性能特性上不会产生超出规定值的永久性漂移

极限超载

施加在传感器的最大负载，此时传感器不会产生弹性体结构上的破坏

防护等级

按标准规定的检验方法，外壳对防止固体异物进入或水进入所提供的保护程度，防护等级用IPXX表示

IP65

尘密，防强烈喷水

IP67

尘密，防短时间浸水影响

IP68:

尘密，防持续潜水影响（我公司采用）

、全钢结构汽车衡的结构性能:

目前我公司生产的全钢结构电子汽车衡，是自行开发研制的第四代钢体秤。

其设计采用U型钢截面的冷弯槽钢，组焊成多个封闭箱体的力学结构原理，使得汽车衡秤台在整体钢度、抗扭、抗弯、台面局部抗压以及遇横向压力时的变形量等的各项性能指标都有很大的提高。

是市场上较为常用的全钢结构秤台，可用以取代型槽组焊成的第三代秤台，广泛用于矿山，港口码头，货场仓库等场所的物质计量、监控和数据管理。

特点比较表：

项目

第四代结构汽车衡

第三代结构汽车衡

结构

主梁：

钢板冷弯U型槽加中幅

主梁：

普通槽钢

立筋板组合

秤台单一需单配，互换性差

秤台设计标准化、模块化、系列化、秤台美观、平整

秤台美观感不够，易曲翘变形

工艺

使用专用设备生产，自动连续焊接，自动化程度较咼

人工组焊，手工作业

焊接工整性欠佳，易产生气孔类

焊逢均匀整齐密实，焊逢用超声波探伤

渣，焊接质量不够稳定

性能

准确性等级较咼，工作稳定性好

准确等级一般，工作稳定性一般

刚性强，过载能力较强

冈『性一般，过载能力一般

三、全电子汽车衡新工艺

首先是自动化要求高，其次是耐用、可靠，尤其需要进行防腐处理。

（1）全电子汽车衡，其与污物接触的部分主要是承重台，因此我们对汽车衡承重台进行了特殊处理。

（1.1）全汽车衡承重台的结构汽车衡承重台台面设计为一个整体平面。

与其他汽车衡不同的是承重台表面不留有任何开槽及开口，这就使得水和其他灰尘不能通过承重台表面渗漏到汽车衡秤体内部，有效的防止了水和灰尘对承重台内部的腐蚀。

称重传感器安装于称重台下部，传感器外部装有防护罩，这样既使得安装维修十分方便，又可以防止外部恶劣的工作环境对传感器的侵蚀。

另外承重台下部留有较大的空间，基础两侧设计有污水排放沟，使垃圾污水能够及时通过排放沟流出，保持承重台底部的干燥，同时便于承重台的清扫及底部的清理。

（1.2）全汽车衡承重台的表面处理

汽车衡承重台材料选用优质型钢及板材，其化学成分和力学性能符合

GB700—88（普通碳素结构钢技术条件）的规定。

由于垃圾处理场对承重台防腐的特殊要求，加工前钢材表面均进行抛丸等预处理，去除钢材两面的氧化皮、锈蚀及异物，除锈达到GB8923-88（涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级）sa2.5级。

所有钢材预处理后，马上喷涂一层环氧富锌底漆，在整机检定完毕后再涂覆一层环氧富锌底漆和三层钢结构系列氟碳面漆。

环氧富锌底漆中含有大量的锌粉，具有阴极保护作用，附着力强、耐冲击、耐磨。

氟碳面漆具有耐化学品腐蚀和电化学腐蚀、超耐候、高硬度、耐温变、不沾污、易擦净等优点，使用于各种恶劣气候和强腐环境。

总漆膜厚应不小于140冋同种油漆颜色不超过一个色差。

（2）全电子汽车衡的可靠性

（2.1）承重台的结构设计及选材加工

我公司生产的汽车衡全部采用CAD、CAE等先进的设计加工手段，承重台的结构设计采用计算机进行秤体刚度、强度等的受力分析，以保证承重台受力合理，且具有良好的刚度和强度。

承重台的最大安全载荷为最大量程的150%，保

证承重台具有良好的使用安全性和长期可靠性。

汽车衡承重台选用钢板冷弯U型钢和钢板焊接成框架箱形结构，弯曲应力远远小于热扎槽钢，故其结构稳定性较好。

焊接表面处理光滑平整，无气孔、夹渣、裂纹等缺陷，保证焊接质量。

设计制造全面符合（钢结构工程施工及验收规范）GB50205-95

（2.2）抗干扰、防雷击

汽车衡设计由良好的接地网，接地电阻小于4欧姆，承重台通过专用接地线与接地网连接。

传感器安装时采用了一根多股纺织铜线跨接,使基础板与承重台连接成为了一个等势体;防止因意外电流从传感器上经过,造成传感器损坏。

接线盒为防雷击防浪涌接线盒，外壳采用压铸铝结构，防护等级大于IP67,接线盒排上焊有精密的防雷电子元件，可有效防止雷击及点网浪涌电压对传感器的损害，每个仪表均设有单独的接地，当处于称重状态时，可读取称重数据，具有自动记据

需要有选择地统计每辆称重汽车的日、月、季、年的汇总表；可根据类别和来源进行班、日、月、季、年的统计汇总。

（2.3）汽车衡的智能管理

我公司提供的称重管理软件在同行业处于领先水平，其主要功能有远距离数据传输，可直接上企业局域网络，自动记录称重数据、自动备份重要数据，万

能查询、统计各类报表输出等。

汽车衡主要技术标要求

设备名称设备型号取大称量台面规格分度值秤台刚度安全过载极限过载防护等级秤体结构秤体安装形式称量方式分度数

全电子汽车衡

SCS-XXT-（3XX）（U型钢结构）

XXT

3XXm

10kg

优于1/1000

三150%

三300%

IP68

模块化箱式结构

无基坑

整车静态计量

6000

静态精度等级

符合OIML』I

鉴别力当负荷改变相当于1.4d时，原显示的数字应有不小于1d

的变化

使用寿命》150万次

称重传感器（30吨/只）X只

薄形不锈钢（或塑钢）接线盒1个

称重显示控制器1台

电源：

220V、50Hz防腐要求：

附着力优异，防锈性能好，能耐候性，耐盐雾，耐弱酸性，耐弱碱性;

消耗功率：

0.5KW/h

模块化、系列化秤台，多单元组合

接口：

以太网接口/RS23/RS485/RS422或4-20mA电流环接口输出，可直接连接称重管理计算机，并行打印机接口

环境适应性强，防潮、防腐、抗射频干扰及防浪涌保护故障自诊断，称重数据记忆

人机对话，完全键盘设定和校正

多功能存储功能，车号、皮重存储，货物分项累计和总累计多种数据报表和输出打印自动复位传力机构

四、性能优点

※解决防潮、防腐问题

采用等离子氩弧焊技术。

防护等级IP68，所有部件密封在不锈钢外壳内，防水、防腐，可用于各种恶劣的工作环境，计量性能丝毫不受影响。

※防转动、防倾倒专利技术的自稳定摇柱结构桥式传感器采用球面受力技术和侧面防侧向力弧面技术的有机组合从而达到防倾倒要求，同时传感器底部连接柱面采用六角柱面形式从而又具有防转动功能。

※低外型的柱式结构

安装方便、快速，过载能力强，无需专门工具。

五、全电子汽车衡系统执行标准

GB7723-87

GB3052

GB/T14249.2

GB7724

GB/T14249.1

GB7551

GB11345-89

GB985-88

GB986-88

固定式电子衡衡器产品型号编制方法电子衡器通用技术条件称重显示控制器技术条件电子衡器安全要求电阻应变式称重传感器焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸埋弧焊焊缝坡口的基本形式与尺寸

GB1184

形状和位置公差

GB/T1804

一般公差线性尺寸的未注公差

GB3323

钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级

GB4720

电控设备第一部分低压电器电控设备

JB/ZQ4000.7

锻件通用技术要求

GB5677

铸钢件射线照相及底片等级分类方法

GB6402

钢锻材超声纵波探伤方法

GB3767

噪声源声功率级的测定

GB8923

涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级

JB/ZQ4286

包装通用技术条件

JB8

产品标牌

GB6388

运输包装收、发货标志

六、全电子汽车衡工作原理附件：

1、称重传感器主要技术指标

型号：

QS-XXT称重传感器

制造商：

建议使用柯力、中航和汉中产品

结构：

桥式，不锈钢外壳，密封焊接

最大安全过载：

150%FS精度：

OIMLIII

儒变（30分钟）：

三0.016%FS

零点温度系数：

18PPM/摄氏度量程温度系数：

16PPM/摄氏度非线性：

三0.02%FS

滞后：

三0.02%FS

使用温度范围：

-20〜+55可承受8x20卩S,电流从1600A到10000A的浪涌电流免标定、不间断工作、可实现高精度补偿、自诊断与报警功能

2、称重传感器基本工作原理

称重传感器系统，是在传统电阻应变式传感器基础上，结合现代微电子技术，微处理器技术发展起来的一种新型的电子称重技术。

它是由模拟传感器（电阻应变式）和数字化转换模块两部分组成，数字模块由高度集成化的电子电路，采用SMT表面贴装技术制成，主要包括：

放大器、“A/D”转换器，微处理器（CPU、存贮器（〔PROM、接口电路（RS485和数字化温度传感器等组成。

3、系统特点

柯力系列高精度桥式称重传感器，是中国衡器市场主导产品，也是衡器行业唯一获得国优称号的产品，在全国同类产品中市场占有率最高。

使用微机控制的热处理窑炉，其工艺控制数据准确，内部组织一致性及温度性能一致性都非常高。

这样，称重传感器在-40〜+70C的温度范围内都能保证很高的准确度和极强的互换性。

其疲劳寿命通过测试中心150万次的试验后，仍能保持原技术指标水平。

桥式称重传感器采用钢球传力结构，受力在传感器弹性体中心上下压头为RS125球面，中间为3英寸钢球联接，具有良好的自动恢复力矩，在任何情况下保证垂直方向受力，稳定性及重复性较高，可使秤体在最短时间稳定下来，抗冲击及抗侧向力性能良好，安装调试方便，不需固定力矩紧固，防护等级为IP68。

主要参数：

1.工作环境条件温度：

0°C~+40C湿度：

＜90%RH

2.工作电源220VAC-15%~+10%50H2±2%

4、称重传感器与称重显示器通讯格式:

通讯采用：

4800波特率、RS485接口

数据格式说明：

所有数据均为二进制码，每组数据11位，一个起始位，8

个数据

位（低位在前）、一个状态位，一个停止位。

起始位

D0

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

tb8

停止位

5、称重显示仪主要技术指标

上海耀华生产的XK3190系列称重显示仪表，选用进口高档开关键器件，对所选用的零部件和组装后的整机都进行了高低温检验，并在出厂前对整机进行96小时的高低温老化处理。

通过对部分样机进行-40°C的测试，样机均能保证正常运行，具有良好的人机对话界面，功能齐全、性能可靠、稳定性强、操作简便，抗干扰试验符合IEC61000-4:

1995规定，该仪表符合GB7724-1999《称重显示控制技术条件》，达到当代国际先进水平。

型号：

XK9190

显示器：

LED6位显示，字母和数字

键盘

外壳

传感器激励电压仪表负载能力：

薄膜键盘，可以输入

铸铝合金

12VDC

10个POWERCE传感器

（若使用外接电源可接24个POWERCEL传感器）

内分辨力

A/D转换速率工作电压使用温度相对湿度数字滤波外接键盘：

2，000，000

10—20次/秒

87—264VAC电流：

0.3A

-10C--+40C

10%--85%，不冷凝

TraxDSPTM数字滤波技术

可连接标准ps/2键盘

2个串行口：

RS232/RS485/20Ma电流环

并行接口：

接打印机

网络接口：

以太网接口，用于联网和数据传输

输入/输出点：

3个输入。

2个输出

接口保护电路：

保护串行口、并行口和输入/输出点

支持多种打印机：

PQ30/PQ16/PQ50

支持标签打印机格式可下载

支持大屏幕显示器：

8660/8661/8662

用户分级管理功能：

操作员和管理员

数据库远程访问和仪表远程维护工具：

EZ-Tools软件工具包

仪表自诊断功能：

提供操作跟踪

WEBServer功能:

提供远程监控

7、称重传感器与称重显示器的连接

*数字传感器的连接采用D型9芯插头座。

图2-3标注了各引脚的意义

Er

A.

绿

B

白

r-

匸-BA

on传感辭按图

*传感器与称重显示器的连接必须可靠，传感器的屏蔽线必须可靠接地。

连接线不允许在称重显示器通电的状态下进行插拔，防止静电损坏称重显示器或传感器。

*传感器和称重显示器都是静电敏感设备，在使用中必须切实采取防静电措施，严禁在秤台上进行电焊操作或其他强电操作，在雷雨季节，必须落实可靠的避雷措施，防止因雷击造成传感器和称重显示器的损坏，确保操作人员的人身安全和称重设备及相关设备的安全运行。

8打印机与称重显示器的连接

8.1打印机接口采用标准的并行输出，接插件采用D型25芯插头座，其各引脚的定义见图2-4。

STDOD1D2D3D4D5D6D7BUSY

ooooooooooo>

12345678910111213

141516171819202122232425

信号地

（图2-4）打印机接口信号

8.2打印须知：

▲!

打印功能必须在设置后，方可投入正常使用。

▲!

称重显示器打印端口输出引线与打印机连接必须准确无误，须使用专用的打

印连接线。

▲!

倘若连接错误，将损坏称重显示器输出端口或打印机输入端口，甚至损坏称

重显示器和打印机。

▲!

在使用打印机时，必须先将连接线准确连接，再接通称重显示器电源，最后开启打印机电源；结束使用时，必须先关闭打印机电源，再切断称重显示器电源，最后取

9、大屏幕与称重显示器的连接使用:

注：

称重显示器大屏幕输出引线与大屏幕显示器连接必须准确无误，倘若连接错

误，将损坏称重显示器输出端口或损坏大屏幕显示器输入端口，甚至可能严

重损坏称重显示器和大屏幕显示器，要求使用配套的专用连接线。

9.1、大屏幕显示接口采用D型15芯插座（与PC串行通讯及标定座共用一只插座），其引脚意义见图（2-5）。

TXDGND

12345678

9101112131415

OUT+OUT-TXD

大屏幕（9、10:

电流环方式；3、11:

RS232方式）

图（2-5）串行通讯和大屏幕显示器输出接口信号及标定控制

9.2、大屏幕信号为RS232或20mA电流环信号方式，以二进制码串行输出，波特率为600波特。

每一帧数据有11位，1个起始值（0），8个数据位（低位在前），1个标志位，1个停止位

（1）。

9.3、当大屏幕信号输出正常时，称重显示器就输出与VFD显示相同步的称重数据，同时，自动指示灯亮，表示称重显示器连接无误，每一组数据包含3帧数据，其意义见图（2-6）。

第一帧:

[

1

|

1

1

0

位

012

34

5678

9

10

起

d0d1

d2d3d4

d5

d6d7

标

停

始

志

止

位

X

Y

位

位

G16

G17

（图2-6.1

）第

帧波形图

第二帧：

位012345678910

起d0d1d2d3d4d5d6d7标停

始志止

位G8G15位位

（图2-6.2）第二帧波形图

第三帧:

位

012

345678

9

10

起

d0d1d2d3

d4

d5

d6d7

标

停

始

志

止

位

GO

G7

位

位

（图2-6.3）第三帧波形图

第一帧数据：

标志位为0

X:

DOD1、D2---为小数点位置（0-4）

Y:

D3—为重量符号（1-负、0-正）

D4—为毛/净重（1-净重、0-毛重）

D5—为单位（1-吨、0-kg）

G17,G16重量数据

第二帧数据：

标志位为0

G15~G8:

二进制数据

第三帧数据：

标志位为1

G7~G0:

二进制数据

G0~G17:

由低到高构重量的18位二进制码

9.4、本称重显示器可与大屏幕显示器相配使用，从通讯方式方面有两种：

20mA电流环通讯方式（默认方式）和标准RS232接收方式，具体连线见下表:

5芯插头（大屏幕）

含义

15芯称重显示器接口端

5芯插头（大屏幕）

含义

15芯称重显示器接口端

1与4短接

1

2

out+

9

2

3

3

TXD

11

4

4

5

out-

10

5

GND

3

表（2-1）20mA电流环通讯方式表（2-2）RS232通讯方式

10、串行通讯接口：

▲!

称重显示器通讯接口输出引线与计算机连接必须准确无误，倘若连接错误，将损坏称重显示器输出端口，或计算机通讯输入端口，甚至严重损坏称重显示器和计算机及相应的外部设备。

▲!

进行计算机通讯须具备必要的计算机技术和程序编制能力，须由专业技术人

员参与或

10.1、称重显示器可通过串行通讯口与计算机进行数据通讯。

通讯方式采用连续

发送方式，波特率600、1200、2400、4800、9600bps可选。

串行通讯与大屏幕显示接口可以共用15芯插座，其输出引脚见图2-5中的1、2脚（RS232。

屏蔽层最好接与计算机端接地。

具体连接方式见下表

9芯电脑串口接口端

含义

15芯称重显示器接口端

2

TXD

1

5

GND

2

1、3、4，6-9为空脚

10.2、通讯格式分为三种：

（1）连续发送方式一：

所有数据均为ASCII码，每字节数据由10位组成，第1位为起始位，第10位为停止位，中间8位为数据位。

每帧数据共有8字节组成

（包括小数点），数据传送先低位后高位，每帧数据间有一组是分隔符“=”，

发送数据为当前显示称重值，如当前显示称重重量为188.5，连续发送

5.88100=5.88100=。

如当前显示称重重量为-1885，连续发

送.58810-=.58810-=……。

（2）连续发送方式二：

每字节数据由10位组成，第1位为起始位，第10位为停止位，中间8位为数据位；

连续输出每帧数据为18个字节。

连续输出格式2

IStX

A

B

C

XX

X

XXX

X

X

x|x1x

X

CR

CKS

1

2

3

4

5

6

其中：

1.ASC起始符（02H）。

2.状态字A,B,Co

3.显示重量，可能是毛重也可能是净重.6位不带符号和小数点的

数字。

4.皮重，6位不带符号和小数点的数字。

5.ASC回车符（ODH）。

6.可选的校验和（本称重显示器不发送校验和）

状态字A

Bits0,1,2

0

1

2

小数点位置

0

0

0

KGKG00

1

0

0

KGKGX0

0

1

0

KGKGKG

1

1

0

KGKGX.X

0

0

1

KGKG.KG

1

0

1

KGX.KGX

0

1

1

KG.KGKG

1

1

1

X.KGKGX

Bits3,4

3

4

分度值因子

1

0

X1

0

1

X2

1

1

X5

Bit5

恒为1

Bit6

恒为0

（3）连续发送方式三：

（Formatl）

每字节数据由10位组成，第1位为起始位，第10位为停止位，中间8位为数据位和校验位；

状态字B

Bits

功能

Bit0

毛重=0,净重=1

Bit1

符号：

正=0,负=1

Bit2

超载（或小于零）=1

Bit3

动态=1

Bit4

单位：

kg=1

Bi