地磅的示值误差分析

衡器最初起源于我国秦朝，秦始皇统一了度量衡后，衡器成为公平贸易活动的重要工具。在我国夏朝，人们发明了杠杆秤，随后埃及出现天平秤，这些以杠杆原理制作的称重工具都被称为机械秤。随着我国改革开放和技术的不断创新，结合原始的机械秤原理进行结构改造，利用传感设备对物体重量信号进行感应，经计算机对感应信号进行分析和处理，逐步研制出许多适应时代发展需求的新型电子衡器。本文将对现代的电子衡器及其计量误差进行介绍，重点分析衡器的计量误差及控制技术。
1.引言
我国衡器的发展经历了悠久的历史和演变，随着朝代更迭和技术发展，其称重原理也在不断更新和改进，由简易杠杆原理结构到复合杠杆原理结构称重，以及利用弹性变形的虎克原理，单点或多支点力点独立称重传输，逐渐演化成当今操作简单，称重方便，称量范围广，称重精度高的电子衡器。衡器本身最基础的作用就是测量出物体的重量，衡量其测量是否接近真值的程度，最重要的一项指标就是衡器的精度等级。通过计量，分析衡器的各种误差来源，对衡器精度等级做出符合性的判断，并且采取一定措施和方法减少或避免误差，使计量误差控制在可接受范围内。只有这样，才能保证电子衡器正常运行。
2.电子衡器结构原理简介
衡器大多数是利用胡克定律或力的杠杆平衡原理测定物体重量。主要由承重系统（如秤盘）、传力转换系统 (如杠杆传力系统）和示值系统（如刻度盘）三部分组成。衡器大体可分自动衡器和非自动衡器两大类。非自动衡器如机械式台秤产生误差来源主要有承重刀口、刀垫磨损钝位；传力杆有擦靠，游铊不标准，托盘不平等因素。随着现代技术水平的发展，这类衡器逐步被精度高的电子衡器所取代，下面我们主要围绕电子衡器主要代表一电子汽车衡（地中衡）展开讨论。
电子衡器集现代传感器技术、电子数字技术和计算机技术于一体的全新产物。全数字化的电子汽车衡就是根据现代最先进的数字称重传感器和数字称重显示仪设计的全电子化汽车衡器，是大宗商品进行计量的主要称重设备，通常在化工制品、工程混凝土、木材物流、临海港口和码头、各种厂矿、商家等场合得到广泛使用。其称重原理是将称重车辆开到秤台上，在重力作用下，秤台给将重力传递给承重支承点，使称重传感器弹性体产生形变，贴附于弹性体应变梁上应变计桥路失去平衡，输出与重量数值成正比的电信号，经线性放大器将信号放大，再经A/D电路转换为数字信号，由仪表的微处理器（CPU)对信号进行处理，显示出重量数据。数字化的称重传感器因为使用了数字技术，所以对温度变化，磁场干扰以及其他因素的扰动非常敏感，尽管设计者采用了多种抗干扰及温度补偿措施，确保不偏离真实值。但由于安装或使用不当，仍然会产生一定量的误差。所以我们对于其结构，安装和使用常识必须要有充分的了解。电子汽车衡是使用高强度但重量相对较轻的钢材制作承重板，将承重板架构在称重传感器上，传感器固定在平整厚实的钢筋混泥土地基上。如果衡器位于基坑内，必须要有排水通风设施。确保不水淹，不潮湿。如果无基坑，在承重板两端需建造一定坡度的斜坡，便于称重车辆上下秤体。承重板两端还应安装限位螺钉，防止车辆上下秤体时剧烈冲撞摇晃而损害传感器。
3.电子衡器计量误差分析
随着我国计算机相关技术水平的不断提高，电子衡器应用越来越广泛’例如利用计算机技术进行原材料重量计量以及对材料份额配比进行控制’这两项工作对计量精度和配比标准要求特别严格’而利用计算机技术正好能保证其精确度和需求。在贸易和产品生产控制过程中，计量人员应该仔细操作’认真记录，并结合计量操作和数据分析评价计量结果’找出产生计量误差的原因’及时采取消除计量误差的处理方法和措施，确保计量数据的有效性和正确性。通过分析和总结，影响称量结果的准确度主要有如下几种原因：
（1）零点漂移我们知道仪表里面的运算放大器是采用直接耦合的方式运行，各级的Q点都相互影响。由于各级的放大作用，第一级的微弱信号变化会使输出级产生很大的变化。当输人级的Q点发生微弱变化，输出将随时间发生缓慢的变化。此时就产生了零点漂移。最易产生零点漂移是温度的变化，比如突然下雪降温，天气过于炎热，温度变化是最容易引起零点漂移现象。当然其他因素也会导致零点漂移，例如电源电压不稳定、强磁干扰、元器件老化引起参数值变化等。传感器处在非正常环境下工作时，即使不受力，也会产生一定的数值，且不稳定。从而导致称重操作人员无法获得准确的物体重量。因此零点漂移误差对电子衡器精确度影响不容忽视。在具体应用中，电子衡器可以用来称量多种不同重量的物体，有的物体重量大，有的较轻，这使得称重传感器受到的压力不均匀而且多次反复，导致传感器不同程度的疲劳，内部的结构不能及时恢复到初始位置，在这种情况下传感器将变得不灵敏，仪表置零成虚拟状态，这将带来较大的置零误差。
（2）称量误差引起称量误差的原因主要有如下两种情况。第一，受力传感器可能是呈非线性变化，但是检定时会将传感器受力时认定为线性变化，衡器的标定程序一般是按照传感器的线性原理进行标定的，这样校准时，也不能完全把不同检定点称量误差都控制在同一许可范围内。考虑到传感器弹性体在不同程度受力情况下，变形量不成线性变化，在计量检定规程中规定的数字指示秤的最小称量，最大称量，以及中间各个称量点的最大示值允许误差也不相同。第二，承重体与周边如果有擦靠，也会使得称重物体的重量不能全部作用于传感器上，导致屏幕显示的称重值和物体的实际重量值存在误差。
(3 )偏载误差。造成偏载误差的主要因素是电子衡器传感器元件的灵敏度不一致。制造传感器的材料质量不尽完全相同’使用的年限不相同’疲劳强度发生改变’尤其是更换部分传感器与其他老传感器不匹配’都会产生偏载误差。此外还要考虑电子衡器安装不水平，受力点处的元件生锈，悬空引起受力不实’传输线破损’潮湿等各种因素的影响。
4.电子衡器计量误差控制以及改善
1.提高传感器的质量。传感器的质量好与否，直接决定了电子衡器的计量结果是否准确有效。为了进一步提高传感器的质量，必须要做到以下几点：（1)传感器制造时必须充分考虑电子衡器机械传力的结构并且符合机械传力的特点，选材优质，制造质量可靠。（2)出厂前，必须进行计量检定，确保计量性能如稳定性和重复性等指标合格
2.安装正确，确保安装质量。安装后必须进行称重试验，仔细检查受力点是否安装到位，受力可靠。经过多次试验后如果示值的重复性、稳定性不合格，就得重新安装调试。衡器易遭受雨淋日晒，酸碱腐蚀，所以承重面须采用特殊材料进行涂抹，防止生锈和腐蚀。有条件的地方可建避雨棚，设置防护板，安装避雷设施，进行安全保护。秤体周围不应有强磁设备，外接电源电压不应剧烈波动。总之’使用的环境条件必须符合其说明书的要求。
加强对电子衡器的计量检定。定期检定和校准是从根本上保证衡器计量结果的准确性有效手段。使用一段时间后，衡器的计量性能都会发生改变。通过检定，会及时发现数值的偏移量。校准时，应根据实际情况，依据使用说明书采取单点或多点标定和调试。进行校准后，能有效克服衡器的零点误差、偏载误差和称量误差。如果经校准仍不合格的，可及时进行信息反馈’或维修或停止使用。
加强日常维护，使用者在使用时，要经常查看秤体及元器件是否有擦靠，移位，损伤等影响，不定期清扫泥灰脏物，保持清洁卫生。
5.结束语
电子衡器是工业、农业、商业、科研、医疗卫生等部门的重要工具，而计量检定则是保证电子衡器准确性的必要操作，计量检定可以有效减少称重误差，避免因为称量不准确导致的错误。许多商家或用户因对衡器知识不很了解，当发生在使用位置改变和其他变化时，计量结果的准确性会受到相应的影响，尤其是电子衡器由电子元件构成，最易受到干扰。随着使用时间的增加，可能会出现零点漂移现象和称量误差，影响电子衡器计量结果的准确性。只有通过计量检定和校准程序就可以使衡器回到合法的工作状态，确保使用精度，保障用户的利益。

上一篇：地磅检定过程中的问题及探讨下一篇：现代电子汽车衡技术在地磅检测中的应用研究

精品推荐

更多…