如何在高溫環(huán)境下稱重信號(hào)傳輸
稱重顯現(xiàn)儀表因電子器件受允許工作溫度的影響限制，普通只能在0～40℃條件下*工作，因而如何將高溫區(qū)電子秤的稱重信號(hào)傳輸?shù)匠貐^(qū)停止處置與顯現(xiàn)，是一個(gè)必需處理的重要問題。本文著重引見信號(hào)傳輸在運(yùn)用中的難點(diǎn)問題和處理計(jì)劃。高溫環(huán)境下稱重信號(hào)如何傳輸。
一、引言
高溫環(huán)境，是指電子衡器設(shè)備所處的現(xiàn)場環(huán)境溫度超出50℃及以上。如冶金企業(yè)的煉鋼鋼水包計(jì)量、鐵水包計(jì)量、鋼水包行車計(jì)量、熱送焦炭計(jì)量、熱送燒結(jié)礦計(jì)量、紅送鋼坯計(jì)量、線材軋制在線計(jì)量等。高溫稱重傳感器的運(yùn)用環(huán)境普通都十分惡劣，如在冶金行業(yè)應(yīng)用時(shí)環(huán)境溫度梯度變化猛烈，鋼水澆注時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量灰塵、腐蝕性氣體、潮氣等，鋼坯連鑄回轉(zhuǎn)爐鋼包電子秤，由于轉(zhuǎn)臺(tái)為360°旋轉(zhuǎn)，傳感器信號(hào)線會(huì)被纏繞，信號(hào)無法停止有線傳輸，因而高溫環(huán)境稱重除選用耐高溫的傳感器、接線端子、引線、電纜等特殊元器件外，還必需采用特殊的制造工件和補(bǔ)償手腕以及多種傳輸方式來保證信號(hào)傳輸牢靠。
二、稱重信號(hào)傳輸走線方式
稱重傳感器引出線為高溫（300℃）電纜，信號(hào)調(diào)整器引出線與稱重顯現(xiàn)器假如直接用導(dǎo)線銜接此辦法投資小，但若操作不當(dāng)易形成導(dǎo)線扭斷影響正常稱量，依據(jù)不同的運(yùn)用狀況，在設(shè)計(jì)中可經(jīng)過以下兩種方式銜接：
1.采用轉(zhuǎn)換器集流環(huán)信號(hào)傳輸安裝（以CXZ-2型為例）
①回轉(zhuǎn)爐鋼包電子秤，可在回轉(zhuǎn)臺(tái)支承柱的筒腔內(nèi)設(shè)置一個(gè)接線盒，引出的總線輸入到CXZ-2型轉(zhuǎn)換器集流環(huán)信號(hào)傳輸安裝。能有效將回轉(zhuǎn)臺(tái)恣意角度旋轉(zhuǎn)時(shí)的傳感器信號(hào)無誤地傳輸?shù)絻x表中，而不受外界信號(hào)干擾，處理了由于鋼包工作臺(tái)回轉(zhuǎn)時(shí)使電纜發(fā)作互相纏繞而無法完成稱重信號(hào)有線傳輸?shù)碾y題。
②CXZ-2型信號(hào)集流環(huán)由主軸、外罩、底座等三大部件組成。裝置時(shí)轉(zhuǎn)換器主軸必需與搖臂主軸同心。裝置接線方式如圖2。轉(zhuǎn)換器上有四組航空插座。從表面看兩組在主軸，兩組在外罩上，而實(shí)踐主軸上兩組分別與外罩上兩組是相通的。當(dāng)轉(zhuǎn)換器外罩旋轉(zhuǎn)時(shí)主軸上一直有兩組穩(wěn)定的信號(hào)輸出。接線辦法為：
a.外罩上兩組航空插頭分別與兩搖臂上鋼包秤接線盒輸出線相連。
b.主軸上兩組航空插座分別與操作室稱重儀表輸入線相銜接。
③CXZ-2型傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換器，是一種把傳感器信號(hào)經(jīng)過滑環(huán)傳輸?shù)较乱还ぷ鳝h(huán)節(jié)的信號(hào)轉(zhuǎn)換安裝。CXZ-2型傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換器主要功用特性：
a.可完成兩組傳感器停止自動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換。
b.內(nèi)部信號(hào)經(jīng)過銀片接觸式傳送。
c.可完成雙向傳輸。
d.不受外界信號(hào)干擾。
2.采用無線傳輸方式
無線傳輸型稱重測力儀器，是由一組數(shù)字式稱重測力及發(fā)射安裝和另一組接納顯現(xiàn)安裝組合而成的。它是經(jīng)過稱重測力元件感測所稱重量，經(jīng)放大器將此信號(hào)放大，再由濾波器濾除雜訊后，由模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并經(jīng)過發(fā)射安裝發(fā)射進(jìn)來。另一組的接納安裝接納上述無線信號(hào)，解碼復(fù)原成數(shù)字信號(hào)送至微型計(jì)算機(jī)停止處置后直接顯現(xiàn)其數(shù)值，也可經(jīng)過串行接口送至*控制計(jì)算機(jī)停止處置，合適各種大包秤、中包秤、行車秤等稱重計(jì)量、鋼包爐前稱重信號(hào)不便當(dāng)走線的稱重控制系統(tǒng)中。無線發(fā)射機(jī)，是由A/D轉(zhuǎn)換盒、發(fā)射盒構(gòu)成，其中A/D轉(zhuǎn)換盒中包含高精度A/D轉(zhuǎn)換器及微處置器。它將現(xiàn)場的稱重信號(hào)停止處置并發(fā)射給無線接納機(jī)。其具有*的抗電源干擾才能；具有軟件自動(dòng)恢復(fù)功用，使儀表能在惡劣的環(huán)境中正常工作；采用多種數(shù)字濾波辦法，動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快。
四、稱重信號(hào)電氣銜接方面
在傳感器的信號(hào)電纜電氣銜接方面，傳感器的信號(hào)電纜線應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)電力電源及其它強(qiáng)干擾源；信號(hào)電纜線應(yīng)采用防水導(dǎo)管維護(hù)；不要自行加長電纜線；電磁場對傳感器輸出紊亂的影響。在此狀況下，應(yīng)對傳感器的屏蔽性停止嚴(yán)厲檢查，看其能否具有良好的抗電磁才能。傳感器的信號(hào)電纜，不與強(qiáng)電電源線或控制線并行布置（例如不要把傳感器信號(hào)線和強(qiáng)電電源線及控制線置于同一管道內(nèi)）。若它們必需并行放置，那么，它們之間的間隔應(yīng)堅(jiān)持在50cm以上，并把信號(hào)線用金屬管套起來。不論在何種狀況下，電源線和控制線均應(yīng)絞合起來，絞合水平50轉(zhuǎn)／米，若傳感器信號(hào)線需求延長，則應(yīng)采用特制的密封電纜接線盒。若不用此種接線盒，而采用電纜與電纜直接對接（錫焊端頭），則應(yīng)對其停止密封防潮處置。一切通向顯現(xiàn)電路或從電路引出的導(dǎo)線，均應(yīng)采用屏蔽電纜。屏蔽線的聯(lián)接及接地點(diǎn)特別予以留意，接好后應(yīng)檢驗(yàn)絕緣電阻，且需到達(dá)規(guī)范（2000MΩ～5000MΩ），必要時(shí)，應(yīng)重新標(biāo)定傳感器。若信號(hào)電纜線很長，又要保證很高的丈量精度，應(yīng)思索采用帶有中繼放大器的電纜補(bǔ)償更為合理。傳感器輸出信號(hào)讀出電路不應(yīng)和能產(chǎn)生激烈干擾的設(shè)備（如可控硅、接觸器等）及有可觀熱量產(chǎn)生的設(shè)備放在同一箱體中，若不能保證這一點(diǎn)，則應(yīng)思索在它們之間設(shè)置障板隔離之，并在箱體內(nèi)安頓風(fēng)扇。用以丈量傳感器輸出信號(hào)的電子線路，應(yīng)盡可能配置獨(dú)立的供電變壓器，而不要和接觸器等設(shè)備共用同一主電源。
五、完畢語
經(jīng)過完成多臺(tái)耐高溫電子秤的設(shè)計(jì)改造，處理高溫環(huán)境稱重獲得了較好的應(yīng)用效果。順應(yīng)環(huán)境惡劣及高溫車間運(yùn)用，有利于稱重的精度及系統(tǒng)的牢靠性，保證稱重的穩(wěn)定性。數(shù)字化傳感器的信號(hào)經(jīng)匹配器用有線或無線方式傳至稱重儀表，停止顯現(xiàn)、打印、貯存等操作。還可裝備大屏幕、無線局域網(wǎng)數(shù)據(jù)管理、打印機(jī)等，進(jìn)步了高溫稱重的現(xiàn)代化管理程度，從而獲得較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
藍(lán)牙(Bluetooth)作為一種近距離 無線通信技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)，是由愛立信、 舊M、英特爾、諾基亞、東芝等5家公司 于1"8年5月聯(lián)合制定的。其.主要在 于實(shí)現(xiàn)高數(shù)據(jù)傳輸速率為.1Mbps (有效傳輸速率為721kbps), M大傳 輸距離為10m的無線通信。
本文就藍(lán)牙技術(shù)在家居設(shè)備控制 方面的課題展開論述并提出一種基于 藍(lán)牙技術(shù)的智能家居網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的解決 方案、智能家居系統(tǒng)組成及原理
1.智能家居網(wǎng)絡(luò)的基本組成
智能家居網(wǎng)絡(luò)是指奮家庭內(nèi)部通 過一定的傳輸介質(zhì)將各種電氣設(shè)備和 電氣子系統(tǒng)連接起來,采用統(tǒng)一的通倍 協(xié)議,對內(nèi)實(shí)現(xiàn)資源共享,對外通過網(wǎng) 關(guān)與外部網(wǎng)互連進(jìn)行信息交換,為用戶 提供設(shè)備監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)傳輸、安全報(bào)替和總和信息 服務(wù)的局 域網(wǎng)絡(luò)，也 稱為智能 家居系統(tǒng)。
由于家居 環(huán)境的固 有特點(diǎn),以 及家居設(shè) 備安裝的隨機(jī)性,傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn) 出其局限性,使得無線家居網(wǎng)絡(luò)的研究 成為了熱點(diǎn),,這種基于藍(lán)牙技術(shù)的新型 智能家居網(wǎng)絡(luò),將各種家用設(shè)備和家用 監(jiān)控系統(tǒng)，如PC、PDA、電視機(jī)、空調(diào) 機(jī)、洗衣機(jī)、傳真機(jī)、電腦.煤氣泄漏及 安防報(bào)莆系統(tǒng)等過快速、安全、可靠 的無線鏈路連接到一個(gè)家庭計(jì)篝機(jī)上， 再由該計(jì)算機(jī)將智能家居®域網(wǎng)與互 連網(wǎng)和PSTN相連，紐成智能家居控制 網(wǎng)，擰制網(wǎng)絡(luò)主要實(shí)現(xiàn)以下功能：
(1)智能安防系統(tǒng)..實(shí)現(xiàn)家底的防 火、防盜和防煤氣泄漏。通過無線連接在特定情況下由智能監(jiān)控系統(tǒng)通過電 話網(wǎng)向主人報(bào)*或通過Internet向監(jiān)' 控中心報(bào)警。
(2)智能家居布線系統(tǒng),，將*庭內(nèi) 的各種網(wǎng)絡(luò)信息家電三表系統(tǒng)、各類 開關(guān)、、傳A、電腦、煤氣泄漏及安 防報(bào)S設(shè)備等，進(jìn)行有序的統(tǒng)一規(guī)劃， 以便實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理，使之功能更強(qiáng)大、 使用S方便。
2 .智能家居網(wǎng)絡(luò)的硬件設(shè)計(jì) 基T藍(lán)計(jì)技術(shù)的智能家居網(wǎng)絡(luò),其 硬件組成主要包括藍(lán)牙主設(shè)備和藍(lán)玎 從設(shè)備兩大部分。所有的從設(shè)備都是內(nèi) 嵌藍(lán)牙欞塊和MCU的通信終端.
三、稱重信號(hào)傳輸數(shù)字化
由于模仿式稱重傳感器輸出信號(hào)小，抗干擾才能差，傳輸間隔短，稱重顯現(xiàn)控制儀復(fù)雜，組秤調(diào)試周期長，基本不順應(yīng)智能電子衡器的開展。數(shù)字稱重傳感器系統(tǒng)是將傳統(tǒng)模仿應(yīng)變式傳感器與現(xiàn)代電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)相集成而開展起來的新型電子稱量技術(shù)，其主要特性如下：
1.經(jīng)過數(shù)字補(bǔ)償電路和數(shù)字補(bǔ)償工藝，可停止線性、滯后、蠕變等補(bǔ)償，改善了性能；內(nèi)裝溫度傳感器，經(jīng)過補(bǔ)償軟件可停止實(shí)時(shí)溫度補(bǔ)償，穩(wěn)定性好，減小了衡器的系統(tǒng)誤差。
2.由模仿信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)進(jìn)步了傳感器輸出信號(hào)的抗干擾才能，特別適用于電磁干擾強(qiáng)、信號(hào)傳輸間隔遠(yuǎn)的工作環(huán)境。
3.運(yùn)用一對一的A/D轉(zhuǎn)換辦法（即每只傳感器均配有一路A/D轉(zhuǎn)換器），簡化了秤體的標(biāo)定、調(diào)整過程，依據(jù)用戶實(shí)踐運(yùn)用經(jīng)歷，運(yùn)用數(shù)字傳感器系統(tǒng)電子衡器的標(biāo)定時(shí)間約為傳統(tǒng)辦法的1/4。
4.各數(shù)字式智能稱重傳感器的地址可調(diào)，便于應(yīng)用與互換。記憶才能免除了改換傳感器后的校準(zhǔn)問題；在無法用砝碼停止標(biāo)定的場所，輸入各傳感器的標(biāo)定參數(shù)后，可保證衡器的工作才能，特別適用于無法用砝碼停止標(biāo)定的稱量系統(tǒng)。
5.改善了電子衡器的維護(hù)特性，關(guān)于沒有維修才能的直接用戶來說是至關(guān)重要的。采用數(shù)字傳感器系統(tǒng)的電子衡器，在傳感器或系統(tǒng)中的部件發(fā)作毛病時(shí)，可較地指出所損壞的傳感器的位置，以便停止改換。特別需指出的是采用數(shù)字傳感器系統(tǒng)的電子衡器中當(dāng)某一個(gè)傳感器發(fā)作毛病時(shí)，數(shù)字傳感器系統(tǒng)在停止必要的設(shè)置后，仍能保證衡器的工作才能。
6.稱重傳感器采用高集成化高智能化的處置單元全數(shù)字量輸出；能夠避免用簡單電路改動(dòng)稱量信號(hào)大小的方式停止**。
7.采用軟件運(yùn)算辦法替代常規(guī)運(yùn)用電位器辦法停止秤體四角器整，消弭了可調(diào)理電位器產(chǎn)生的溫漂和時(shí)漂影響，進(jìn)步了衡器的穩(wěn)定性和牢靠性。
8.數(shù)字通訊技術(shù)采用工業(yè)規(guī)范RS232/485接口總線技術(shù)，完成稱重信號(hào)的遠(yuǎn)間隔傳輸，傳輸間隔不小于1000m；輸出信號(hào)大，可達(dá)3V～4V，信噪比高使抗干擾才能加強(qiáng)，同時(shí)進(jìn)步了系統(tǒng)的防雷擊才能；高抗干擾、高精度稱重濾波技術(shù)，將一臺(tái)普通的電子秤讀數(shù)穩(wěn)定度進(jìn)步五倍以上。其中數(shù)字稱重系統(tǒng)與模仿稱重系統(tǒng)的基本區(qū)別是：
①數(shù)字稱重系統(tǒng)可對本系統(tǒng)內(nèi)的每一個(gè)稱重傳感器單獨(dú)尋址，從而可分別對其停止監(jiān)控、毛病辨認(rèn)和稱重信息處置，具有自辨認(rèn)、自診斷、自校準(zhǔn)、無砝碼標(biāo)定功用，大大進(jìn)步了系統(tǒng)的自動(dòng)控制才能。
②模仿稱重系統(tǒng)其底層的溯源器是規(guī)范法碼，而數(shù)字稱重系統(tǒng)為規(guī)范力源，這一特性奠定了數(shù)字電子衡器無法碼檢定的理論根底，為工業(yè)稱重計(jì)量儉省了大量人力物力。
③模仿稱重系統(tǒng)的A/D轉(zhuǎn)換器只要16bit，即有50000個(gè)可用計(jì)數(shù)；而每一個(gè)數(shù)字稱重傳感器的分辨力為20bit，相當(dāng)于1000000個(gè)可用計(jì)數(shù)，4個(gè)數(shù)字稱重傳感器組成的數(shù)字稱重系統(tǒng)，能夠提供4000000個(gè)可用計(jì)數(shù)的分辨力。這不只對需求添加小量物料的電子配料秤，就是對普通的電子衡器進(jìn)步分辨力也是至關(guān)重要的。正是數(shù)字稱重技術(shù)克制了模仿稱重系統(tǒng)固有的缺陷，使稱重計(jì)量技術(shù)跟上現(xiàn)代工業(yè)消費(fèi)過程自動(dòng)化、智能化的開展潮流。稱重傳感器的智能化有兩種構(gòu)造：整體型——在稱重傳感器內(nèi)部增加放大、濾波、A/D轉(zhuǎn)換器、微處置器、溫度傳感器等數(shù)字處置電路，應(yīng)用數(shù)字補(bǔ)償技術(shù)與工藝完成各項(xiàng)補(bǔ)償。模塊化別離型——將整體型數(shù)字式智能稱重傳感器內(nèi)的數(shù)字電路置于外部接線盒內(nèi)，稱為數(shù)字模盒。將普通模仿式稱重傳感器接入數(shù)字模盒，就可變模仿輸出為數(shù)字輸出，將原先在傳感器內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換電路移至接線盒內(nèi)，通常將具有A/D轉(zhuǎn)換模塊的接線盒稱為數(shù)字接線盒，再將數(shù)字接線盒輸出的數(shù)字信號(hào)傳送給顯現(xiàn)控制器。這一構(gòu)造大大改善了A/D轉(zhuǎn)換電路的工作環(huán)境，其特性如下：a.具有數(shù)字稱重傳感器的全部特性，配置靈敏，便當(dāng)。b.模塊化數(shù)字傳感器系統(tǒng)穩(wěn)定性大大進(jìn)步。c.總線構(gòu)造便于多個(gè)稱量傳感器的應(yīng)用可經(jīng)過指令更改傳感器的丈量特性；布線簡單，驚奇的通訊技術(shù)完成電子秤多CPU單總線雙向數(shù)據(jù)通訊。從顯現(xiàn)控制器至數(shù)字接線盒只需一條電纜線。一臺(tái)PC機(jī)可遙控幾十臺(tái)電子秤鍵盤操作和各種數(shù)據(jù)采集。所以，應(yīng)用整體型數(shù)字稱重傳感器（內(nèi)含放大、濾波、A/D轉(zhuǎn)換、CPU和溫度傳感器等）或模仿式稱重傳感器加數(shù)字接線盒（含A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字電路和微處置器等）組成的數(shù)字稱重系統(tǒng)是現(xiàn)代稱重計(jì)量與控制系統(tǒng)工程的重要開展方向，數(shù)字丈量技術(shù)保證以高精度和高牢靠性順應(yīng)代表現(xiàn)代控制技術(shù)開展趨向的現(xiàn)場總線、控制網(wǎng)絡(luò)和信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開展的需求。數(shù)字化稱重是電子稱重技術(shù)開展的必然趨向。高溫環(huán)境下稱重信號(hào)如何傳輸。
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