電子天平結構原理

衡器儀表是指電子衡器中顯示被稱物的質量和稱量狀態的儀表，也叫稱重顯示器。電子衡器儀表原為模擬指示式，由誤差放大器、可逆電機、平衡電橋、激勵電源、度盤和指針等部分組成，按自動平衡電子電位差計原理工作。它稱量速度慢，功能單一，準確度低，現已基本被淘汰。現用稱重顯示器為數字顯示式。

數字顯示式衡器儀表的品種很多。數顯器接受處理的是稱重傳感器輸出的電信號。電信號有模擬量也有數字量，常見的是幾至幾十毫伏的模擬電壓。數顯器的電路原理如圖2所示。激勵電源供給稱重傳感器工作電源，同時供給A/D(模/數)轉換單元基準電壓,其穩定度一般在0.1%以上。放大單元通常采用測量放大器結構，接受、放大稱重傳感器的信號。放大倍數一般為數百倍。濾波單元濾掉從機外混入的和放大器自身產生的電噪聲。A/D轉換單元把模擬量轉換成數字量,轉換位數通常取二進制數14位以上。數據處理單元是以微處理器為核心，使用外圍支持芯片組成的，它在程序的控制下完成采集數據、運算、存貯等一系列操作，處理結果送到相應接口上。顯示單元以數字或文字、圖表等形式顯示出稱量值和稱量狀態，并可通過接口與外部設備聯絡。

數顯衡器儀表的性能包括計量性能、功能、環境適應能力、安全性和可靠性5個方面。與通用的數字衡器稱重儀表相比,數顯器具有5個特點：①自帶傳感器激勵電源，使用方便;②采用比率型A/D轉換和倍頻技術,計量性能中的長期穩定性好;水分測量儀，紅外線水分儀，水分測定儀，水分測試儀，水分檢測儀，水分測試儀，含水率測試儀，③軟件能真切地仿真振動、空秤變動、物料落差等稱量特征，顯示快、準、穩;④機內有空秤置零、零點跟蹤、定標、大秤量、分度位等參數的設定單元，改定方便，通用性強;⑤帶輸出接口，能夠聯接多種外部設備，方便地實現系統控制。

準確度等級法制計量組織(OIML)3號建議規定，非自動衡器按準確度級別劃分為4個等級。按配用衡器的級別，中國將電子衡器儀表也劃分為4個等級,并分別冠以與電子衡器對應的級別代號：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。每個級別的衡器儀表的計量大允許誤差為對應級別衡器允許誤差的0.7倍。

儀表架構其實很簡單，一個電源為全部器件供電，一個AD部分負責將傳感器的模擬信號放大，模數轉換到數字信號，一個中央處理器，也就是常說的單片機(MCU)，來處理AD部分讀取到的重量信號，進行一系列的換算處理，好譯碼為可顯示閱讀的信號，顯示在顯示屏上，同時一般還有鍵盤電路，來接受用戶的一些操控，很多儀表還帶有并行打印口，微打驅動，RS232或RS485接口與上位機或其它儀表互聯通訊，還有數字電流環接口，以連接大屏幕，另外工業控制用的很多儀表帶有4～20mA電流環接口，以配接PLC。的還有現場CAN總線或者以太網接口，某些儀表還有USB接口，不過USB由于傳輸距離太近，在衡器儀表上用途較少，因此也很少有儀表有USB接口。