本文较为详细地介绍了由应变式传感器组成的地磅中所使用接线盒而 构成的并联融合电路，并进步定性、定量的理论分析、演绎而给出电路函数表达式、元器 件的选用条件及公式等内容，可为制定接线盒标准化提先前的、价值性的依据。

　　二十世纪八十年代前为克服电子地磅中的角 误差现象，主要方法就是依靠接线盒中串接在传 感器电源激励端的电位器来达到调整偏载的胳 称“调压法”,中期市场上又出现了通过改变传 感器灵敏度的大小来实现修正偏载的新方法简 称“灵敏度调节法”。至今，这两种方法均为接 线盒的主要核心技术。

　　在由电阻应变片式的传感器以下简称“传 感器”而构成的电子地磅中，接线盒是* 且非常重要的个调整装置。对于调压法的技术 已有很多文献作了介绍，其主要特点就是线路非 常简单、成本超低，基本可以满足商用秤的要求， 但温度对电位器的影响会使接线盒给地磅带来 5ppm/^C~ 7ppm /c的线性温度漂移，这个误差是 不可忽略的。而灵敏度调节法除线路上稍微繁锁 外，该技术不但*可以弥补调压法的不足之处，同时还具备些的优点。

　　1.并联融合电路

　　目前由多个传感器组成的地磅，接线盒 的接线电路都是采用相同信号成并联的方式而构 成，也就是把所有的传感器相对应的电源线、信 号线按逻辑符号分别接在起，如图1所示。 组传感器的各自输出经调整后以并联的形式将输 出信号叠加起来而形成个总输出电压信号的电 路称为并联融合电路。该电路由两部分组成，即 调节电路和保护电路。

　　1.1融合电路的输出U0

　　依据戴维南定理可把传感器电路等效为电动 势为E内阻为R。的电压源电路。这样便可得出图 1所示电路图的等效电路，如图2所示，图中% 为支路阻抗函数，即aR=f(R)。当电子地磅使用了 n个传感器时，根据模拟电子技术电路原理可得出并联融合电路的输出表达式

　　在秤体就位后，因现场条件、人员及安装技 术、地基基础、秤台制造、传感器灵敏度的分散 性等原因而造成角误差现象，当确定了该调节电 路的激励电压EX值和传感器的额定载荷PF值后， 便可通过调节接线盒中的各电位器来改变相应角 的传感器灵敏度大小，而使得施加同载荷在秤 台任处都具有相同的显示值。

　　式中：ei—第i个传感器的灵敏度;

　　Wi——第i个传感器实际承受的载荷。

　　1.2调节

　　在惠斯顿电桥以下简称“电桥”的输出端 并联纯电阻电路便构成个可变的惠斯顿电桥 电路以下简称“电桥电路”。以图1中某支 路为例，其电桥电路为abcd回路。因可变电位器 可改变电桥电路输出信号的大小，这样必然也就 改变了传感器的灵敏度。所以电桥电路是具有调 节传感器灵敏度功能的，电桥电路abcd回路也就 称为灵敏度调节电路以下简称“调节电路”。应 用模拟电子技术电路ra知识可得出调节电路输出式：

　　上式公式中舍去了高次项AR2。EX • (AR/R)是电桥的输出式。RW/(RW+R) <1。可以 看出：电桥电路的输出实际上就是电桥输出乘以 小于1的系数，且恒定小于电桥的输出;再有， 当温度引起Rw阻值变化了 ±Rt时収讨论电位器 支路，因为传感器的输出阻抗R。是做过温度补偿 的，不会随温度变化而改娈,Rw/ (Rw+R)表达式 改变为：

　　这里，Rt/Ro、R/l+Rt+R)表达式的值都很小, 可以忽略不计而舍去。

　　从上式表达式演变过程可以看出，温度对调 节电路的影响几乎可以不考虑(30°C〜+60°C环 境温度下。此外，公式3中因含有非线性因 子1/Rw,所以在调试时是做不到线性调试的，即 每调圈，灵敏度改变幅度都相同，变化曲线如 图 3 所示。

　　1.3保护

　　保护电路仅由两个Rg/2电阻串联组成，并可 以实现支路阻抗隔离和支路传感器抗偏功能。

　　1.3.1隔离

　　在图1中，假设每个支路上没有串接两个Rg/2 电阻，这时对任_支路的灵敏度进行调节的同时 其他所有支路的灵敏度输出都会发生改变，即支 路之间阻抗发生了相互干扰的，在这种情况下是 无法进行偏载修正的。为了使支路间的调节电路 不会产生相互影响现象，而在每个支路上串接两 个足够大的电阻Rg/2,以保证未调节支路阻抗不 变，这就叫隔离。

　　做出隔离原理图，如图4所示。图中，先假 设有_已知传感器A, Us为该传感器的电动势 狺号输出,(^是它的输出阻抗，该支路称为A 支路;然后再做个带有调节电路(B)和保护 电路的传感器B,它的输出阻抗为R。，所 在支路为B支路。当A支路单存在时，在该支 路b、c两端可测得支路阻抗Rbe=%s。然后先把保 护电路fR截路，再做B支路与A支路并联连 接,这时在b、c两端测得的阻抗Rk=RK//R。//^这 样的个结果，这便说明B支路影响了 A支路， 支路间产生了相互干扰;如果恢复了保护电路 (U的串接，再做b、c两点阻抗值测试，可得如 下结果：

　　这个结果告诉我们，如果在支路上串接个 足够大的电阻Rg后，该支路阻抗便获得了电阻Rg 的保护而与外界近似隔，支路之间由于Rg 的存在产生了相互隔离，而导致支路阻抗间无干 扰现象，因而电阻Rg称作隔离电阻。

　　该式表明：当并联融合电路各支路参数确定 后，支路保护电阻VRg的值便决定了融合电路输出 Uo的大小，每个支路中的保护电阻Rg的精度便决 定了支路输出误差的大小，也就决定了融合电路 输出U。的离散性程度。实验表明，如果保护电阻 Rg的公差控制在0.01%时，几个受载不均匀的传感 器平均的误差小于0.05% ,从而使得支路输出之间 信号值更加靠近，这样电阻Rg有助于改善偏载现 象的效应就叫抗偏功能。

　　2.量化设计融合电路参数

　　不同的地磅所使用的传感器数量、型号 是有很大差别的，而传感器的输出阻抗因传感器 弹性体结构不同而不同，这样对融合电路参数的 确定很难有个标准可依。正因为这个原因，目 前市场上所用的接线盒良莠不齐，让人感觉不好 用。影响接线盒使用效果的原因只有两个，是 保护电阻Rg大小的选取，再者就是调节电位器Rw 量程及增益电阻R Z大小的确定。

　　2.1保护电阻Rg选取

　　已经知道，足够大的保护电阻Rg具有隔离、 抗偏的双重功能，但不知道足够大到什么程度、 取值范围及取值标准。

　　仍以图4为例。当A支路单存在时，b、c 两端信号输出Ubc=Us。但当B支路与A支路并联后b、c两端信号输出变为：

　　2.2调节电位器Rw的选取 调节电路实质就是通过改变电位器的阻值而 引起电桥电路输出阻抗(^值的变化，进而Rbc端 电压Ubt也会随同改变而达到调节目的。资料考证 已详细介绍了输出阻抗Rbt、并给出数学表达式：

　　比较8与9两式可知，输出阻抗Rbc和 输出信号Ub。这两个表达式中都含有非线性因子 1/Rw,而且表达式的结构形式也相同，通过理论计 算与实验数据证明，可把调节曲线分为三个区域。

　　敏感调整区，这时定义RA7R。威8R。)。该段 曲线前段部分上升的快，不利于调整操作;后半 部分虽然上升的较为慢了点，但曲线变化率很大、 调整起来是很灵敏的、数据不稳定。所以基本上 不在该区域做调节工作的。如果用个固定电阻 Rz取代定义的Rw«7R。威8R。)值，这样调节曲线不 但固定了起始点，而且可防止调整短路现象出现。 因此将电阻Rz叫作增益电阻。

　　有效调整区，这时定义R2

　　微调整区，这时定义圪>30私。这段曲线 变化非常缓慢，调整效果甚微。

　　在选择电位器时应选择精密多圈式规格的， 这样可使调节起来更为细腻。

　　3.接线盒的温度性能

　　温度对接线盒的影响力是大的，接线盒温度 性能的好坏直接影响着电子衡器的准确性。通俗地 讲，当_台秤的显示值变化不超过个小刻度值 卸个分度3时，我们就认为“准”，这样就可 以把该d定义为设备误差威称标准误差值，即 5E=d。先约定，8D表示为设计误差、8t表示为 电路误差。温度是随机性的，而引起的变量就是属 于随机变量的。根据统计学知识可知，如果5^知 时，则有&=0.675fi。因而可求得电路误差表达式：

　　这便是所要求的接线盒的温度性能。S,值也可以看成是接线盒的温度系数。在1.2小节中已经得知，当温度引起Rw阻值变化了土R,时，温度对调节电路的影响几乎可以不考虑( 30C〜+60C环

　　境温度下)结论，同时接线盒又是纯电阻装置， 这样St值便可看成是保护电阻Rg的温度系数了。

　　4.结论

　　所述的接线盒内容已经过数(十)年的、多种 环境的、不同人员的使用，非常客观地反映出调 节快捷而灵活方便、性能稳定且抗干扰强，更重 要的是温度变化对他的影响几乎达到免考虑的程 度。凡从事地磅设计、调试的相关人员可参 照文中内容，这样会更好的帮助你确定参数值， 使得接线盒更好用。