地磅称量误差分析

随着进出厂地磅与厂内中转地磅计量能源物资数量的明显增加，电子地磅称量误差是否满足法制计量的要求，直接关系着厂物资计量数据的准确性，并且在一定程度上影响着客户对该厂计量管理水平的满意度。本文基于地磅偏载误差、称量误差、鉴别力误差以及重复性误差开展研究分析，进而有秩序的开展地磅日常调试维护检定工作，保证地磅计量的准确性与可靠性。
地磅的组成复杂，包括秤台，称重传感器、接线盒、称重显示控制仪表等，其主要基于重力作用对秤台上的载重汽车进行称量，当载重汽车置于秤台上时，称重传感器接收到来自秤台的重力传递后发生形变，使得应变计桥路失去平衡并输出电信号，电信号被线性放大器放大后，经由 A/D 转换为数字信号，CPU 对质量信号进行规范化处理后直接显示出载重汽车的质量值，传递给计算机管理系统，以便于后续处理。在地磅应用中，一旦称量存在误差，会直接影响物资计量数据的精准度。因此加大力度对地磅称量进行误差分析是非常必要的。
1.偏载误差
偏载测试是地磅称量中的重要内容，通过对地磅 N 个传感器施加砝码，确保其均匀分布于承载起整个区域，不可重叠放置或超出界限，以免影响偏载测试效果。偏载测试下，其被测重物在秤台上位置变化所引起的误差应当不超出称量的最大允许误差。偏载测试中，受到称重传感器灵敏度等因素的影响，导致偏载误差出现。而在称重传感器弹性体与电阻应变计等关键材料性能的影响下，称重传感器的实际灵敏度往往也存在一定差异，甚至对相同荷载下的输出信号产生影响，导致出现误差。
为有效降低偏载误差，可以对地磅进行妥善处理，将有电位器连接至不同传感器支路，适当陶正电阻值，在不同电阻的分压条件下，保证不同支路信号输出的稳定性和平衡性。现代社会科学技术不断完善，数字式地磅在偏载误差的调整上更具便捷性和高效性，以数字式称量仪表为基本平台，通过软件参数对数字传感器输出 A/D 值进行自动补偿，从而对由于传感器输出不同所导致的偏载误差进行准确修正。
2.称量误差
在地磅称量过程中，由于传感器称量存在一定的线性变化、零点漂移和称重台传力失真等因素，导致地磅存在称量误差，以下开展具体分析。
2.1线性变化。
就地磅称量的具体情况来看，称重传感器输出信号与其所承受的载荷之间存在密切联系，而传感器承受荷载与其相应输出电压之间的关系也具有一定特殊性，随着载荷施加力量的不断加大并超出一定范围时，地磅称重传感器的称量线性则会发生较为明显的变化。由于地磅称重传感器输出信号与其所承受荷载在理论上呈线性关系，而其与相应输出电压之间为非直线关系，此种情况下，应当就部分称量点误差较大的问题开展有针对性的分析，通过对分段校准秤量程的合理应用，对传感器的非线性输出所导致的称重误差进行科学化控制，最好是能够消除此类称重误差，以保证地磅称量的准确性和可靠性。在地磅检定过程中，最小秤量、50%最大秤量、最大秤量、最大允许误差改变秤量这五个点为基准点，其示值误差为基值误差，实际误差大小应当满足地磅检定规程中关于秤量点最大允许误差的相关标准，从而保证电子汽车衡称量的准确度。
2.2零点漂移。
在地磅秤量过程中，长时间受到冲击荷载的影响，使得传感器的空载输出信号发生一定程度变化，尤其是冲击荷载具有一定不确定性，大小不同且多次往复，此种情况下势必会导致传感器空载输出信号发生明显变化，最终形成零点漂移而对地磅称量准确度产生影响，导致称量误差出现。
2.3秤台传力失真。
地磅一般包含 2~3 个称重台，在地磅称量过程中，称重台面相互摩擦或者称重台面与秤台限位出现摩擦，往往会对被测物体的质量产生一定影响，使得被测物体质量无法得到准确传递，称重传感器所获取的信息不准确，导致秤台传力失真，最终出现称量示值误差。
3 .鉴别力误差
鉴别力反映秤对微小载荷的反应能力，鉴别力测试的目的是检验秤体结构的连接和摩擦，因此机械连接中的摩擦和应力是鉴别力误差的主要来源。当然，称重传感器的分辨力和显示仪表的分辨力也会影响到鉴别力。在对汽车衡检定时，需在最小秤量、50%最大秤量和最大秤量进行鉴别力测试。方法是在承载器上加放一定量的砝码和 10 个 0.1d 的小砝码，数字示值为 I；然后依次取下小砝码，直到示值明显地减少一个分度，即（I-d）；再放上一个 0.1d 的小砝码，最后再轻缓地放上 1.4d 的小砝码，此时示值应为 I+d，则该汽车衡的鉴别力测试合格。
4.重复性误差
重复性误差在相同负荷和相同环境条件下，连续多次称量所得结果的一致程度。地磅在重复性测试时，需对 50%最大秤量、接近最大秤量两组进行测试，每组至少重复 3 次，每次测试及任意两次示值之差不得大于该秤量允许误差的绝对值。重复性测试时周围的温度、湿度、风力、震动等外部环境条件变化会引起重复性误差外，传感器本身的性能和秤台的安装水平、秤台的机械传力等方面是引起重复性误差主要方面。
4.1秤台本身引起重复性误差。
秤体传力机构的设计和制造误差，具体体现在各传感器上下安装基面本身及其之间的水平度、秤体的整体刚度及相关的局部刚度差异，容易造成承重台面上下移位，致使称重台对称重传感器作用力不垂直，致使相同的载荷也会引起较大重复性误差。
4.2传感器性能不满足时引起的重复性误差。
地磅称量时，称重传感器参数的一致性（灵敏度）、传感器的激励电压等，都要满足一定的条件，才能保证称重测量结果的准确性。
4.3角差引起的重复性误差。
地磅称重时传感器的信号是通过接线盒传输给称重显示仪表，如果传感器的某些参数不一致或接线盒中电位器调整不平衡都会引起电子秤的角差，此时重物在称重台的不同位置就会产生重复性误差。
5.结论
总而言之，地磅称重误差的存在，往往会给厂物资计量数据的准确性产生影响，极易导致客户对该厂计量管理水平的满意度不足，从而影响厂的综合效益。通过地磅称重误差分析可知，在实际称重过程中，称重传感器自身性能、秤台安装质量、秤台机械传力装置以及称重仪表稳定性等，都是影响地磅称重的重要因素，一旦掌握不到位，势必会导致电子汽车衡称重误差出现。因此在未来工作中，应当准确把握地磅称重误差，以切实做好地磅日常检定与维护工作，保证地磅的准确性和可靠性。

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