一、 传感器的选择

一般来说， 多大吨位的秤就应该选择多大吨位的传感器。但是在实际应用中， 通常规定静态时衡器的最大载荷为：静态时衡器的最大载荷=70%× 传感器的额定载荷×传感器的个数

这是由于秤体自重的存在和动态时汽车上秤的振动、 冲击、 偏载等原因， 使部分传感器瞬时承受比实际载荷多出10%~40%的重量，有时甚至超出传感器的额定载荷， 使当次称量的准确度下降。为了使传感器在额定载荷内工作， 可以人为规定70%的系数。 规定一个上限，有助于提高秤体的准确性。

表1为允许过衡车辆的轴载。

轴载指汽车后轴（含轴组）总载荷。汽车衡允许过衡轴载与传感器额定载荷、传感器支点距离等因素有关。实际选择中，还要考虑传感器的技术参数，尤其是灵敏度。

首先分析一下灵敏度的定义（现讨论同一灵敏度的传感器，以2mV/V为例），额定载荷下，传感器的最大输出信号差（mV） 与激励电压（V）的比值， 单位是mV/V。 其意义在于传感器和称重仪表的标准化、 统一化。

以QS系列称重传感器和XK3190-D9仪表为例来说明。

QS-30T-A，灵敏度为2.0mV/V； D9仪表输出激励电压为8V。

可以计算，30t载荷状态下，传感器输出差模信号〔Ui （+） －U i （－）〕=2mV/V× 8V=1.6mV，同样，20t、40t 等传感器额定载荷下的输出均为1.6mV。

多传感器使用时，把所有传感器的输出信号并入接线盒中，由接线盒输出两根差模信号线（俗称“进机线”）到仪表。为确定所选择的传感器是否正确，给出了下面的计算公式。值得注意的是，进机线的信号是多传感器信号平均值而非累加值。

秤体满载时额定净输入信号（毫伏） U

U=S× V× O/C× R

式中：S——— 秤体量程，kg； V——— 传感器激励电压，V；O——传感器灵敏度， mV/V； C———传感器量程（额定载荷），kg；R—— — 使用的传感器数据，这里表示并联电压回路数量。

当U/仪表分度值>仪表输入灵敏度时，可判为合格。

二、 显示仪表的选择

称重仪表的内部结构包括：放大电路、 A/D 转换、单片机以及和单片机相连的控制面板、显示部分、 打印部分和串型通讯部分。本文讨论的是其模拟信号及量化部分， 即输入信号和其中的放大电路、 A/D 部分的关系。

1.集成运算放大器

称重仪表采用的放大器均为高精度集成运放（ 如OP177、 OP277、 MAX422 等） ， 具有高分贝、 低失调、 低温漂、 高共模抑制比等特点。传感器输出的差模信号正极与运放的同相输入端相连U P ， 负极和运放的反相输入端相连U N ， 运放的同相与反相输入电阻均为R i ， 反馈电阻R f ，则减法运算后输出电压U o =（ R f /R i ） × （ U P - U N ） ，增益A v =R f /R i 。 调整反馈电阻使U o 和A/D转换器的模拟信号电压等级相匹配。由于仪表中运放采用几乎固定的增益和A/D模拟输入信号范围， 根据上式得出仪表的最大输入信号范围U i 为：

U i =U P - U N =（ A/D模拟信号范围） /（ 运放增益）

2.模拟数字转换器

称重仪表中多采用 16 位∑- Δ A/D 芯片， 理论上能把采集来的模拟信号（上面论述的U o） 作2 16（65536）等份。 以基准电压对照，每一份模拟信号（Δ =1/65536）对应一个数字量，这样就实现了模数转换的功能。在无其他因素限制时，可以把A/D的输出信号看成仪表内码的变换范围。

把运放和A/D放在一起考虑，不难得出以下结论：

仪表的A/D可以看成是等分其额定输入信号范围的。实际使用中的输入信号往往很难接近其额定输入信号，甚至有的达不到仪表输入信号范围的一半， 这样不利于整个产品的准确度，也浪费了仪表的资源。当然，有用信号被等分得越多越好，这样可以提高产品的准确度和可调性。

三、 实例选配

现在以SCS-40电子汽车衡为例来说明如何合理选配。

要求解析：衡器的最大秤量值为40t，单节，4传感器。

按要求，现在传感器中可以选配的有10t、15t、20t。

1.传感器选配10t

10t× 4=40t

理论上可行，正好完全利用，但是考虑到秤体自重及汽车的冲力、超载等因素，我们不能选用可能超出额定载荷的传感器。

2.传感器选配15t

15t× 4=60t>40t

60t× 70%=42t>40t（此处也为临界状态，由于70%为安全使用系数，此处可以通过） 。

（40000kg× 8V×2mV/V） /（15000kg×4）=10mV

C3等级分度数为3000

则10mV/3000=3.33μV/d

这里取U=8V ，3.33μ V/d在现有多数仪表的输入灵敏度指标内，可以选用。

3.传感器选配20t

20t× 4=80t>40t

80t× 70%=56t>40t

（40000kg×8V×2mV/V）/（20000kg×4）=8mV

C3等级分度数为3000

则8mV/3000=2.67μ V/d

这里取U=8V，2.67μ V/d在现有多数仪表的输入灵敏度指标内，可以选用。

综合考虑上述第2节~第3节，第2节中最大净输入信号为10mV， 第3节中最大净输入信号为8mV， 即第2节中有用信号要多一些。仪表的净输入信号范围和反相输入模信号均大于第2节~第3节的范围 （一般反相输入略小于同相输入的值）。但是第2节对仪表的利用率要比第3节高一些，即内码的识别能力要好一些。同理，应尽量选择信号范围接近传感器信号变化最大值的仪表。

根据以上分析，我们用15t传感器。当然如果暂时没有15t传感器，20t的也可以，但不要选择额定载荷更大的传感器（如30t、40t），因为那样会减少可调性和仪表的准确度，给检秤工作带来不必要的麻烦。

在通常的情况下，衡器的配置由任务来确定，称重技术的可行性将影响最终的设计方案。对传感器和显示仪表技术性的深入理解，有利于选配高质量的衡器。