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数字式称重传感器的工作原理

传统的模拟式称重传感器输出的是模拟信号，顾名思义，数字式称重传感器输出的就是数字信号。由于模拟称重传感器电阻应变转换原理决定了其固有的输出模拟信号小、输出距离短、抗干扰能力差、安装调拭不方便等缺点，早在上世纪80年代人们在传感器壳内内置了放大与A/D转换电路，即模拟式传感器+数字变送（放大与A/D电路），构成了**代“数字式称重传感器”，克服了模拟称重传感器的信号小、传输距离短、抗干扰能力差等缺点。但由于传感器的各项指标受本身的制造、补偿和调整工艺所决定，所以，没有突破原有功能。目前，该类传感器使用比较普遍。**代数字式称重传感器是在**代的基础上增加了传感器软件智能化补偿，叫做数字式智能化称重传感器。通过数字补偿电路和工艺，可以进行线性、滞后、蠕变等补偿，内装温度传感器，通过补偿软件可进行实时温度补偿，地址可调，便于应用与互换，远程诊断与校正。总体上讲，这一阶段的数字式智能化传感器主要体现在传感器本身的智能化补偿与校正上。然而，严格意义上讲，数字式智能化传感器的智能化不仅仅反映在传感器本身的智能化补偿与校正上，更重要的是要实现应用的智能化。
第三代数字式智能称重传感器由模拟式传感器、数字变送（放大与A/D转换）、传感器软件补偿和智能化自控软件组成，它具有敏感功能，能够完成称重信号检测和处理、逻辑判
断、闭环控制、双向通信、循环自检和自诊断、自动校正和补偿、自动计算等全部或大部分功能，克服了**代数字式称重传感器的缺点。它既可以是整体型集成化结构，也可以是分离型模块化结构。*新的第三代数字智能化称重传感器已应用于各种智能化闭环控制多用途、多分量测量与高速动态数字信号处理以及网络通讯场合。
数字式传感器内部工作原理如图1所示：
图1 数字式传感器内部工作原理图
数字传感器内核的工作流程主要包括以下四个步骤：
（1）传感器的毫伏信号从应变计输出以后，直接到放大器的前端。模拟段的信号专用导线长度只有很短的8毫米，*大限度地保证导线不会引入误差和电磁信号干扰。
（2）模拟信号经过超低噪音精密仪表放大器放大后送至A/D转换器。A/D转换器采用目前全世界*高精度的24位转换器，内部分辨率可达0.6X 10-9。保证模拟段的信号几乎没有任何损耗和引入任何干扰，确保信号转换无误差。
（3）数字传感器的核心处理器CPU对A/D转换器输出的数据进行计算和处理。主要是对各种环境参数变化引起的弱小误差进行计算和修正，其中包括：零点修正、线性修正、灵敏度温度修正、重力加速度修正、滞后补偿、蠕变补偿、零点跟踪等。
（4）CPU把处理好的数据通过RS485接口输出。RS485信号能实现工业级通讯，*远通讯距离可达1.2km，可在恶劣的电磁干扰背景环境下可靠工作。

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