В процесі вибору обладнання для ваговимірювальної системи крім основних параметрів комплектуючих часто виникають сумніви, на основі аналогових або цифрових датчиків її реалізовувати. Причини цих сумнівів найрізноманітніші: хтось проектує ваги з подальшою інтеграцією в АСУ, інший прагне отримати максимальну точність вимірювання, у третіх клієнтів ваги будуть розташовуватися відносно далеко від місця установки приладів, а деякі просто вважають цифрові датчики більш сучасним рішенням для зважування. Щоб внести ясність у питаннях вибору і допомогти визначитися з реалізацією конкретного завдання, розглянемо більш детально, що таке аналогові і цифрові датчики, в чому їх схожість і в чому відмінність.

Головна відмінність цифрового датчика від аналогового полягає в способі передачі сигналу про навантаження на пружний елемент: з аналогового датчика надходить безперервний в часі аналоговий сигнал, з цифрового — дискретний сигнал у вигляді цифрового коду. Конструктивно цифровий датчик являє собою відповідний аналоговий датчик з додатково вбудованим в нього аналого-цифровим перетворювачем (АЦП). Наприклад, цифровий DHM14H1 — це аналоговий НМ14H1 зі встановленим в корпус датчика одноканальним АЦП типу AD-01.

НМ14Н1 + AD-01 = DHM14H1

Саме з типом сигналу пов’язані особливості використання того чи іншого датчика, рекомендації щодо експлуатації від виробників і переваги від проектувальників і установників вагових систем.

Основними критеріями при виборі датчиків найчастіше є:

1. ТОЧНІСТЬ

Як було зазначено вище, цифровий датчик є доопрацьованим варіантом аналогового. Тому говорити, що точність цифрового датчика вище, ніж точність відповідного по метрологічним показниками аналогового, буде невірно. Похибки і помилки датчиків С3, С4 або С5 класу точності по OIML будуть перебувати в межах допустимих стандартів, і не залежать від типу вихідного сигналу.
У той же час, якщо говорити про ваговимірювальну систему в цілому, то можна відзначити, що точність передачі аналогового сигналу на великі відстані або в складних умовах експлуатації гірше, ніж у цифрового, що пов’язано з особливостями передачі різних сигналів.
Аналоговий сигнал є більш вразливим до різних перешкод і спотворень. Виникаючі при передачі аналогового сигналу від датчика до приладу температурні похибки, електромагнітні шуми, іспульсні перешкоди, електростатичні наведення і т.п. можуть істотно спотворювати достовірність результатів зважування. Варіантами зменшення даних перешкод являяются використання в конструкції датчиків і при реалізації вагових систем спеціального екранованого тензометричного кабелю, шестипровідних схем підключення, коректний вибір місця установки ваг.
Цифровий сигнал є більш перешкодостійким: можливі наводки і перешкоди впливають на стабільність передачі інформації, але не спотворюють значення самого цифрового коду. Завдяки завадостійкості в цифровий ваговій системі можливо домогтися більш високої точності, ніж в аналоговій, і реалізовувати передачу сигналу на великі відстані (аналогові — до 200 м, цифрові — до 1200 м).

2. ВАРТІСТЬ

Вартість цифрових тензодатчиків більша вартості аналогових, що цілком логічно: додаючи до одного пристрою додаткове, вартість нового пристрою не може бути рівною або меншою вихідного. При цьому порівнюючи аналогові і цифрові датчики одного виробника можна відзначити, що збільшення вартості є не настільки істотним, щоб вибір обладнання здійснювався лише з економічних міркувань, на шкоду потенційних вигод і переваг.

3. СЕРВІС

3.1. Дистанційна діагностика системи

Вагова система, реалізована на аналогових датчиках, через свою структуру не дозволяє зчитувати сигнал з кожного датчика ваги. Аналоговий сигнал підсумовується в сполучній коробці, після його усереднене значення надходить на ваговий індикатор, що відображає показання ваги. Виявити проблему з будь-яким з датчиків при виникненні неполадок у всій системі — процес трудомісткий, витратний за часом і ресурсами.
У цифровій ваговій системі оцифровані сигнали з кожного датчика послідовно надходять на індикатор або безпосередньо на комп’ютер з встановленою програмою відображення ваги. При виході з ладу або проблемі в системі визначення проблемного датчика виробляється швидко і відносно просто. Багато виробників вагових систем виконують віддалену діагностику обладнання та до виїзду співробітників на об’єкт вже мають уявлення про причини несправності і варіантах її усунення.
Дана властивість цифрових датчиків вважається перевагою як для виробників ваг (швидка діагностика, можливість моніторингу кожного з датчиків, визначення навантаження в місцях установки датчиків і рівномірності розподілу ваги і т.п.), так і для їх користувачів (оперативне відновлення працездатності ваг, що особливо важливо при інтенсивному зважуванні на виробництвах, в портах, в елеваторах і т.п.)

3.2 Зручність заміни датчика

Фізично заміна несправного датчика виконується однаково незалежно від типу вихідного сигналу. Подальше налаштування аналогової системи проводиться підстроюванням резисторів в сполучній коробці, калібруванням ваг і повіркою в органах метрології.
Цифрові тензодатчики не вимагають калібрування при заміні в вагах. При їх заміні досить внести в ваговий індикатор або програмне забезпечення спеціальний калібрувальний коефіцієнт, і робота ваг буде відновлена.
Але при цьому ваги, в складі яких була проведена заміна датчика, за замовчуванням позбавляються сертифіката про повірку і не можуть застосовуватися для комерційної діяльності. Тому навіть при заміні цифрового датчика потрібно подальше внесення змін до паспорта та повірка ваг.

3.3 Взаємозамінність

Цифрові датчики різних виробників практично не взаємозамінні! АЦП датчиків з цифровим сигналом підтримує протокол обміну, розроблений відповідним виробником, і може використовуватися тільки з відповідним цифровим ваговим індикатором. Про вийнятки і варіанти заміни цифрових датчиків одного виробника на цифрові датчики ZEMIC уточнюйте у менеджерів компанії.
Аналогові датчики згідно взаємозамінності є більш універсальними. Відповідність габаритних розмірів і електротехнічних параметрів дозволяє встановлювати в системі датчики-аналоги різних виробників і підключати до них різні за функціоналом вагові індикатори.

4. НАДІЙНІСТЬ

Не дивлячись на правдиве твердження, що додатковий електронний елемент у вигляді АЦП може теоретично знижувати надійність цифрових тензодатчиків, на практиці надійність датчиків більше залежить від їх коректної установки і експлуатації. Набагато частіше зустрічається вихід з ладу пружного елемента через неправильний монтаж, перевищення навантаження, динамічні удари, мінімальний заводський брак у вигляді відшарування тензорезисторов і т.п. Тому виходячи з досвіду продажів і зворотного зв’язку від споживачів можемо впевнено стверджувати, що надійність аналогових і цифрових датчиків приблизно однакова.

ПІДСУМОК

Розглянувши основні критерії оцінки датчиків з різними вихідними сигналами можна зробити наступні висновки:

Переваги аналогових датчиків:
-відносно низька вартість;
-взаємозамінність датчиків різних виробників.

Переваги цифрових датчиків:
-моніторинг навантаження на кожен з датчиків;
-оперативна діагностика і відновлення роботи ваг;
-віддаленісь ваг до 1200 м.

Який датчик краще — аналоговий або цифровий? Відповісти на це питання можливо тільки з урахуванням розуміння функціоналу, завдань, вимог і особливостей майбутньої системі вимірювання ваги.
Ознайомитися з асортиментом цифрових датчиків ZEMIC Ви можете у відповідному розділі https://zemic.com.ua/zemic-products/tenzodatchiki/czifrovi-datchiki/
Для обговорення вибору датчика і його застосування, отримання додаткової інформації та даних про додаткове обладнання зв’яжіться з представником компанії «ЗЕМИК», відправивши запит на електронну пошту або за вказаними на сайті телефонами.

П.С. Сертифікат на цифрові датчики DHM14H1 за посиланням https://zemic.com.ua/news-and-articles/novi-sertifikati/