在電子稱重系統(tǒng)中采用多個(gè)傳感器時(shí)，常用的組合方式有串聯(lián)工作方式、全并聯(lián)工作方式、
串并聯(lián)混合工作方式三種。
2.1 串聯(lián)工作方式
串聯(lián)工作方式是各個(gè)傳感器使用獨(dú)立電源單獨(dú) 供橋，輸出端串聯(lián)連接的方式。如圖 1 所示
設(shè)它們橋臂電阻分別為R 1 、 2 ， 靈敏度分別為S 1 、 S 2 ，供橋電壓分別為U 1 、U 2 ，滿量程均為F。為了保 證正常的串聯(lián)工作狀態(tài)，需要滿足S 1 U 1 = S 2 U 2 。
同理，可證明當(dāng)n個(gè)傳感器串聯(lián)工作時(shí)，為保證正常
工作， 也需要滿足S 1 U 1 = S 2 U 2 = …= S n U n 。 這就是串聯(lián)
工作的基本條件。從這個(gè)公式中可以看出，對(duì)于串聯(lián) 工作的傳感器，不管各個(gè)傳感器的參數(shù)如何，理論上
都可以通過(guò)調(diào)整供橋電壓建立起正常的工作狀態(tài)。 當(dāng)
兩個(gè)傳感器的串聯(lián)工作方式
然，實(shí)際使用中參數(shù)的離散性也不能太大。
傳感器串聯(lián)工作的特點(diǎn)如下：
1 假定對(duì)某一載荷W，用滿量程為F、靈敏度為S、供橋電壓為U的一個(gè)傳感器來(lái)測(cè)量，則得 輸出U 1 =（SU/F）·W。如果以兩個(gè)傳感器串聯(lián)工作測(cè)量以上同一載荷，則當(dāng)不考慮偏載等因素
的理想情況下，可選用滿量程為(1/2)F的傳惑器。假定這兩個(gè)傳感器的靈敏度也為S，供橋電壓也
為U，則總輸出Un=2U 1 。
2 當(dāng)兩個(gè)傳感器的橋臂電阻均為 R 時(shí)，串聯(lián)后輸出阻抗為：
1
1
2
R
圖1
Rn=R+R=2R
同理，也可證明 n 個(gè)傳感器串聯(lián)工作時(shí)有：
Un=nU 1
Rn=nR
以上 Un，Rn 分別是 n 個(gè)傳感器串聯(lián)工作后的輸出信號(hào)和輸出阻抗。這兩個(gè)式子說(shuō)明，當(dāng) n 個(gè)傳感器串聯(lián)工作時(shí)，可以比使用一個(gè)傳感器得到 n 倍的輸出，同時(shí)輸出阻抗也是一個(gè)傳感器的 n 倍。
這在某些情況下，尤其是配接的稱重顯示器分辨率比較低時(shí)，會(huì)得到較精確的稱重結(jié)果。其 缺點(diǎn)是串聯(lián)相接后，在直流供電的情況下，每個(gè)傳感器需要相互獨(dú)立的供橋壓電源，否則將破壞 電橋電路的原有關(guān)系，增加了設(shè)備的復(fù)雜性和提高了成本。交流供電時(shí)，對(duì)稱重準(zhǔn)確度要求較高 的電子秤來(lái)說(shuō)，其電源變壓器的次級(jí)繞組需完全相同，這在實(shí)際制作時(shí)比較困難。再者，串聯(lián)后 增大了傳感器的輸出阻抗，容易帶來(lái)干擾。目前國(guó)內(nèi)電子秤中大部分仍采用這種連接方式，但國(guó) 外已很少采用，幾乎已被淘汰。
2.2 全并聯(lián)工作方式
該方式是各個(gè)傳感器的輸入端并聯(lián)，使用一個(gè)公 共電源供橋，輸出也以并聯(lián)的方式工作。兩個(gè)傳惑器 的并聯(lián)工作方式如圖 2 所示。
設(shè)它們的靈敏度分別為S 1 、S 2 ,橋臂電阻分別為 R 1 、R 2 ，供橋電壓分別為U 1 、U 2 ，滿量程均為F。這 兩個(gè)傳感器并聯(lián)工作的條件是S 1 R 1 =S 2 R 2 ，顯然， 并聯(lián)
工作狀態(tài)對(duì)傳感器本身的參數(shù)要求是比較高。 同理當(dāng) n 個(gè)傳感器并聯(lián)工作時(shí)可得：
S 1 /R 1 =S 2 /R 2 =…=Sn/Rn。
兩個(gè)傳感器并聯(lián)工作時(shí)的特點(diǎn)如下：
1 假定對(duì)某一載荷w,我們以滿量程為F、靈敏度
為S、供橋電壓為U的一個(gè)傳傳感器測(cè)量它，輸出為
圖2
并聯(lián)工作方式
U 1 則：U 1 =WSU/F。
如果兩個(gè)傳感器并聯(lián)工作，測(cè)量以上同一載荷w，在理想情況下，則可選用滿量程為（1/2）F
的傳感器，假定它們的靈敏度也為S，供橋電壓也為U，則總的輸出Un為：Un=U 1 2 假定這兩個(gè)傳感器的橋臂電阻均為 R，并聯(lián)后的輸出阻抗為 Rn，則顯然有 Rn=R/2。 同理可證明當(dāng) n 個(gè)傳感器全并聯(lián)工作時(shí)則有：
Un=U 1
Rn=R/n
上式的Un=U 1 ，Rn分別是n個(gè)傳感器并聯(lián)工作后的輸出信號(hào)和輸出阻抗。這兩個(gè)式子說(shuō)明，不
管幾個(gè)傳感器并聯(lián)工作都不會(huì)得到比一個(gè)等效的傳感器更大的輸出，但并聯(lián)后的輸出阻抗卻減小 為一個(gè)傳感器的 1/n。
在稱重顯示器具有較高的靈敏度或高的分辨率的條件下，采用并聯(lián)法較好，因?yàn)樗灰粋�(gè) 供橋電源，系統(tǒng)簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)。但它要求每個(gè)傳感器輸出阻抗的平均偏差要小，傳感器系數(shù)的公差也 不能太大。否則，當(dāng)幾個(gè)傳感器受力不均勻時(shí)，輸出電壓的平均值將產(chǎn)生誤差。國(guó)外并聯(lián)工作時(shí)， 大多數(shù)在每個(gè)傳惑器的兩輸出端與配接的稱重顯示器之間，接入兩個(gè)隔離電阻。由于傳感器的內(nèi) 阻是輸出信號(hào)的函數(shù)，串入隔離電阻能降低電阻變化對(duì)輸出的影響。每個(gè)傳感器的兩隔離電阻總 阻值要相等，這兩個(gè)電阻本身也要相等，公差要小，這祥能減小因傳感器輸出阻抗不等或傳感器
系數(shù)不一致對(duì)傳感器總輸出的影響。接法如圖 3。
接有隔離電阻的全并聯(lián)工作方式
圖中 R 即為隔離電阻，通�？蛇x 10kO 左右，公差為 0.01%。試驗(yàn)表明，當(dāng)并聯(lián)工作的傳感
器受載不均勻時(shí)，傳感器平均誤差小于 0.05%。
2.3 串并聯(lián)混合工作方式
這是前述兩種工作方式的綜合，既有串聯(lián)又有并聯(lián)。通常各個(gè)傳感器使用獨(dú)立的供橋電源，
但輸出并聯(lián)連接,如圖 4 所示。這種工作方式也稱串并聯(lián)方式。
通過(guò)分析可知，兩個(gè)傳感器串并聯(lián)工作的條件是： S 1 U 1 /R 1 =S 2 U 2 /R 2
圖 4-6
串并聯(lián)工作方式及其等效電路
由此可見(jiàn)，串并聯(lián)工作方式既有并聯(lián)工作方式的特點(diǎn)，又有串聯(lián)工作方式相似的地方。它不 管所使用的各傳感器參數(shù)如何，均可通過(guò)調(diào)整供橋電壓建立起正常的工作狀態(tài)，當(dāng)然傳感器參數(shù) 的離散性也不能太大。
同樣可以證明，n 個(gè)傳感器串并聯(lián)工作時(shí)的輸出信號(hào) Un=Ui，其總輸出阻抗為 Rn=R/n。至于 一個(gè)電子秤的四個(gè)傳感器，兩個(gè)兩個(gè)地串聯(lián)后再并聯(lián)或兩個(gè)兩個(gè)地并聯(lián)后再串聯(lián)，雖然也可以， 但實(shí)際應(yīng)用中用得不多。
三種工作方式的比較
根據(jù)前面的分析，我們可以從以下幾個(gè)技術(shù)特性對(duì)上述三種不同工作方式作一綜合比較。表
4-1 中只列出了兩個(gè)傳感器的情況，由此可以類推到 n 個(gè)傳感器的情況。
3
3
4
結(jié)
語(yǔ)
通過(guò)以上對(duì)三種稱重傳感器的連接方法的分析，我們清楚地看到，全并聯(lián)工作方式的供橋電 源數(shù)最少，節(jié)能效果好，抗干擾能力最強(qiáng)，但輸出信號(hào)小。串聯(lián)工作方式輸出信號(hào)最大，但抗干 擾能力最差，節(jié)能效果不好。串并聯(lián)工作方式不同程度地具有前面兩種方式的優(yōu)缺點(diǎn)。在多傳感 器的稱重系統(tǒng)中，究竟選用何種組合方式，要根據(jù)實(shí)際情況統(tǒng)籌考慮、合理選用。
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