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    杭州易測計(jì)量設(shè)備有限公司
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    地磅的示值誤差分析及其控制技術(shù)
    		
                
    
                
    
                 
                
    
              
    
                
    
                  
    
                    
                  
    
                
    
              
                 衡器最初起源于我國秦朝，秦始皇統(tǒng)一了度量衡后，衡器成為公平貿(mào)易活動的重要工具。在我國夏朝，人們發(fā)明 了杠桿秤，隨后埃及出現(xiàn)天平秤，這些以杠桿原理制作的稱重工具都被稱為機(jī)械秤。隨著我國改革開放和技術(shù)的不斷創(chuàng)新， 結(jié)合原始的機(jī)械秤原理進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造，利用傳感設(shè)備對物體重量信號進(jìn)行感應(yīng)，經(jīng)計(jì)算機(jī)對感應(yīng)信號進(jìn)行分析和處理，逐步 研制出許多適應(yīng)時(shí)代發(fā)展需求的新型電子衡器。本文將對現(xiàn)代的電子衡器及其計(jì)量誤差進(jìn)行介紹，重點(diǎn)分析衡器的計(jì)量誤差 及控制技術(shù)。
    
1.引言
    
我國衡器的發(fā)展經(jīng)歷了悠久的歷史和演變，隨著朝代 更迭和技術(shù)發(fā)展，其稱重原理也在不斷更新和改進(jìn)，由簡 易杠桿原理結(jié)構(gòu)到復(fù)合杠桿原理結(jié)構(gòu)稱重，以及利用彈性 變形的虎克原理，單點(diǎn)或多支點(diǎn)力點(diǎn)獨(dú)立稱重傳輸，逐漸 演化成當(dāng)今操作簡單，稱重方便，稱量范圍廣，稱重精度 高的電子衡器。衡器本身最基礎(chǔ)的作用就是測量出物體的 重量，衡量其測量是否接近真值的程度，最重要的一項(xiàng)指 標(biāo)就是衡器的精度等級。通過計(jì)量，分析衡器的各種誤差 來源，對衡器精度等級做出符合性的判斷，并且采取一定 措施和方法減少或避免誤差，使計(jì)量誤差控制在可接受范 圍內(nèi)。只有這樣，才能保證電子衡器正常運(yùn)行。
    
2.電子衡器結(jié)構(gòu)原理簡介
    
衡器大多數(shù)是利用胡克定律或力的杠桿平衡原理測 定物體重量。主要由承重系統(tǒng)（如秤盤）、傳力轉(zhuǎn)換系統(tǒng) (如杠桿傳力系統(tǒng)）和示值系統(tǒng)（如刻度盤）三部分組成。 衡器大體可分自動衡器和非自動衡器兩大類。非自動衡器 如機(jī)械式臺秤產(chǎn)生誤差來源主要有承重刀口、刀墊磨損鈍 位；傳力桿有擦靠，游鉈不標(biāo)準(zhǔn)，托盤不平等因素。隨著 現(xiàn)代技術(shù)水平的發(fā)展，這類衡器逐步被精度高的電子衡器 所取代，下面我們主要圍繞電子衡器主要代表一電子汽 車衡（地中衡）展開討論。
    
電子衡器集現(xiàn)代傳感器技術(shù)、電子數(shù)字技術(shù)和計(jì)算機(jī) 技術(shù)于一體的全新產(chǎn)物。全數(shù)字化的電子汽車衡就是根據(jù) 現(xiàn)代最先進(jìn)的數(shù)字稱重傳感器和數(shù)字稱重顯示儀設(shè)計(jì)的全 電子化汽車衡器，是大宗商品進(jìn)行計(jì)量的主要稱重設(shè)備， 通常在化工制品、工程混凝土、木材物流、臨海港口和碼 頭、各種廠礦、商家等場合得到廣泛使用。其稱重原理是 將稱重車輛開到秤臺上，在重力作用下，秤臺給將重力傳 遞給承重支承點(diǎn)，使稱重傳感器彈性體產(chǎn)生形變，貼附于 彈性體應(yīng)變梁上應(yīng)變計(jì)橋路失去平衡，輸出與重量數(shù)值成 正比的電信號，經(jīng)線性放大器將信號放大，再經(jīng)A/D電路 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，由儀表的微處理器（CPU)對信號進(jìn)行 處理，顯示出重量數(shù)據(jù)。數(shù)字化的稱重傳感器因?yàn)槭褂昧?數(shù)字技術(shù)，所以對溫度變化，磁場干擾以及其他因素的擾 動非常敏感，盡管設(shè)計(jì)者采用了多種抗干擾及溫度補(bǔ)償措 施，確保不偏離真實(shí)值。但由于安裝或使用不當(dāng)，仍然會 產(chǎn)生一定量的誤差。所以我們對于其結(jié)構(gòu)，安裝和使用常 識必須要有充分的了解。電子汽車衡是使用高強(qiáng)度但重量 相對較輕的鋼材制作承重板，將承重板架構(gòu)在稱重傳感器 上，傳感器固定在平整厚實(shí)的鋼筋混泥土地基上。如果衡 器位于基坑內(nèi)，必須要有排水通風(fēng)設(shè)施。確保不水淹，不 潮濕。如果無基坑，在承重板兩端需建造一定坡度的斜 坡，便于稱重車輛上下秤體。承重板兩端還應(yīng)安裝限位螺 釘，防止車輛上下秤體時(shí)劇烈沖撞搖晃而損害傳感器。
    
3.電子衡器計(jì)量誤差分析
    
隨著我國計(jì)算機(jī)相關(guān)技術(shù)水平的不斷提高，電子衡器 應(yīng)用越來越廣泛’例如利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行原材料重量計(jì)量 以及對材料份額配比進(jìn)行控制’這兩項(xiàng)工作對計(jì)量精度和配 比標(biāo)準(zhǔn)要求特別嚴(yán)格’而利用計(jì)算機(jī)技術(shù)正好能保證其精確 度和需求。在貿(mào)易和產(chǎn)品生產(chǎn)控制過程中，計(jì)量人員應(yīng)該仔 細(xì)操作’認(rèn)真記錄，并結(jié)合計(jì)量操作和數(shù)據(jù)分析評價(jià)計(jì)量結(jié) 果’找出產(chǎn)生計(jì)量誤差的原因’及時(shí)采取消除計(jì)量誤差的處 理方法和措施，確保計(jì)量數(shù)據(jù)的有效性和正確性。通過分析 和總結(jié)，影響稱量結(jié)果的準(zhǔn)確度主要有如下幾種原因：
    
（1）零點(diǎn)漂移我們知道儀表里面的運(yùn)算放大器是采 用直接耦合的方式運(yùn)行，各級的Q點(diǎn)都相互影響。由于各 級的放大作用，第一級的微弱信號變化會使輸出級產(chǎn)生很 大的變化。當(dāng)輸人級的Q點(diǎn)發(fā)生微弱變化，輸出將隨時(shí)間 發(fā)生緩慢的變化。此時(shí)就產(chǎn)生了零點(diǎn)漂移。最易產(chǎn)生零點(diǎn) 漂移是溫度的變化，比如突然下雪降溫，天氣過于炎熱， 溫度變化是最容易引起零點(diǎn)漂移現(xiàn)象。當(dāng)然其他因素也會 導(dǎo)致零點(diǎn)漂移，例如電源電壓不穩(wěn)定、強(qiáng)磁干擾、元器件 老化引起參數(shù)值變化等。傳感器處在非正常環(huán)境下工作 時(shí)，即使不受力，也會產(chǎn)生一定的數(shù)值，且不穩(wěn)定。從而 導(dǎo)致稱重操作人員無法獲得準(zhǔn)確的物體重量。因此零點(diǎn)漂 移誤差對電子衡器精確度影響不容忽視。在具體應(yīng)用中， 電子衡器可以用來稱量多種不同重量的物體，有的物體重 量大，有的較輕，這使得稱重傳感器受到的壓力不均勻而 且多次反復(fù)，導(dǎo)致傳感器不同程度的疲勞，內(nèi)部的結(jié)構(gòu)不 能及時(shí)恢復(fù)到初始位置，在這種情況下傳感器將變得不靈 敏，儀表置零成虛擬狀態(tài)，這將帶來較大的置零誤差。
    
（2）稱量誤差引起稱量誤差的原因主要有如下兩種 情況。第一，受力傳感器可能是呈非線性變化，但是檢定 時(shí)會將傳感器受力時(shí)認(rèn)定為線性變化，衡器的標(biāo)定程序一 般是按照傳感器的線性原理進(jìn)行標(biāo)定的，這樣校準(zhǔn)時(shí)，也 不能完全把不同檢定點(diǎn)稱量誤差都控制在同一許可范圍 內(nèi)。考慮到傳感器彈性體在不同程度受力情況下，變形量 不成線性變化，在計(jì)量檢定規(guī)程中規(guī)定的數(shù)字指示秤的最 小稱量，最大稱量，以及中間各個(gè)稱量點(diǎn)的最大示值允許 誤差也不相同。第二，承重體與周邊如果有擦靠，也會使 得稱重物體的重量不能全部作用于傳感器上，導(dǎo)致屏幕顯 示的稱重值和物體的實(shí)際重量值存在誤差。
    
(3 )偏載誤差。造成偏載誤差的主要因素是電子衡器傳 感器元件的靈敏度不一致。制造傳感器的材料質(zhì)量不盡完全 相同’使用的年限不相同’疲勞強(qiáng)度發(fā)生改變’尤其是更換 部分傳感器與其他老傳感器不匹配’都會產(chǎn)生偏載誤差。此 外還要考慮電子衡器安裝不水平，受力點(diǎn)處的元件生銹，懸 空引起受力不實(shí)’傳輸線破損’潮濕等各種因素的影響。
    
4.電子衡器計(jì)量誤差控制以及改善
    
1.提高傳感器的質(zhì)量。傳感器的質(zhì)量好與否，直接決 定了電子衡器的計(jì)量結(jié)果是否準(zhǔn)確有效。為了進(jìn)一步提高 傳感器的質(zhì)量，必須要做到以下幾點(diǎn)：（1)傳感器制造時(shí) 必須充分考慮電子衡器機(jī)械傳力的結(jié)構(gòu)并且符合機(jī)械傳力 的特點(diǎn)，選材優(yōu)質(zhì)，制造質(zhì)量可靠。（2)出廠前，必須進(jìn) 行計(jì)量檢定，確保計(jì)量性能如穩(wěn)定性和重復(fù)性等指標(biāo)合格
    
2.安裝正確，確保安裝質(zhì)量。安裝后必須進(jìn)行稱重試驗(yàn)， 仔細(xì)檢查受力點(diǎn)是否安裝到位，受力可靠。經(jīng)過多次試驗(yàn) 后如果示值的重復(fù)性、穩(wěn)定性不合格，就得重新安裝調(diào) 試。衡器易遭受雨淋日曬，酸堿腐蝕，所以承重面須采用 特殊材料進(jìn)行涂抹，防止生銹和腐蝕。有條件的地方可建 避雨棚，設(shè)置防護(hù)板，安裝避雷設(shè)施，進(jìn)行安全保護(hù)。秤 體周圍不應(yīng)有強(qiáng)磁設(shè)備，外接電源電壓不應(yīng)劇烈波動。總 之’使用的環(huán)境條件必須符合其說明書的要求。
    
加強(qiáng)對電子衡器的計(jì)量檢定。定期檢定和校準(zhǔn)是從 根本上保證衡器計(jì)量結(jié)果的準(zhǔn)確性有效手段。使用一段時(shí) 間后，衡器的計(jì)量性能都會發(fā)生改變。通過檢定，會及時(shí) 發(fā)現(xiàn)數(shù)值的偏移量。校準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，依據(jù)使用 說明書采取單點(diǎn)或多點(diǎn)標(biāo)定和調(diào)試。進(jìn)行校準(zhǔn)后，能有效 克服衡器的零點(diǎn)誤差、偏載誤差和稱量誤差。如果經(jīng)校準(zhǔn) 仍不合格的，可及時(shí)進(jìn)行信息反饋’或維修或停止使用。
    
加強(qiáng)日常維護(hù)，使用者在使用時(shí)，要經(jīng)常查看秤體 及元器件是否有擦靠，移位，損傷等影響，不定期清掃泥 灰臟物，保持清潔衛(wèi)生。
    
5.結(jié)束語
    
電子衡器是工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、科研、醫(yī)療衛(wèi)生等部 門的重要工具，而計(jì)量檢定則是保證電子衡器準(zhǔn)確性的必 要操作，計(jì)量檢定可以有效減少稱重誤差，避免因?yàn)榉Q 量不準(zhǔn)確導(dǎo)致的錯(cuò)誤。許多商家或用戶因?qū)馄髦R不 很了解，當(dāng)發(fā)生在使用位置改變和其他變化時(shí)，計(jì)量結(jié)果 的準(zhǔn)確性會受到相應(yīng)的影響，尤其是電子衡器由電子元件 構(gòu)成，最易受到干擾。隨著使用時(shí)間的增加，可能會出現(xiàn) 零點(diǎn)漂移現(xiàn)象和稱量誤差，影響電子衡器計(jì)量結(jié)果的準(zhǔn)確 性。只有通過計(jì)量檢定和校準(zhǔn)程序就可以使衡器回到合法 的工作狀態(tài)，確保使用精度，保障用戶的利益。
    
 
    
                  
    

                  
    
              
    		
          
    
          
    
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