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地磅稱量誤差分析

隨著進(jìn)出廠地磅與廠內(nèi)中轉(zhuǎn)地磅計(jì)量能源物資數(shù)量的明顯增加，電子地磅稱量誤差是否滿足法制計(jì)量的要求，直接關(guān)系著廠物資計(jì)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，并且在一定程度上影響著客戶對該廠計(jì)量管理水平的滿意度。本文基于地磅偏載誤差、稱量誤差、鑒別力誤差以及重復(fù)性誤差開展研究分析，進(jìn)而有秩序的開展地磅日常調(diào)試維護(hù)檢定工作，保證地磅計(jì)量的準(zhǔn)確性與可靠性。
地磅的組成復(fù)雜，包括秤臺，稱重傳感器、接線盒、稱重顯示控制儀表等，其主要基于重力作用對秤臺上的載重汽車進(jìn)行稱量，當(dāng)載重汽車置于秤臺上時(shí)，稱重傳感器接收到來自秤臺的重力傳遞后發(fā)生形變，使得應(yīng)變計(jì)橋路失去平衡并輸出電信號，電信號被線性放大器放大后，經(jīng)由 A/D 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，CPU 對質(zhì)量信號進(jìn)行規(guī)范化處理后直接顯示出載重汽車的質(zhì)量值，傳遞給計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)，以便于后續(xù)處理。在地磅應(yīng)用中，一旦稱量存在誤差，會直接影響物資計(jì)量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。因此加大力度對地磅稱量進(jìn)行誤差分析是非常必要的。
1.偏載誤差
偏載測試是地磅稱量中的重要內(nèi)容，通過對地磅 N 個(gè)傳感器施加砝碼，確保其均勻分布于承載起整個(gè)區(qū)域，不可重疊放置或超出界限，以免影響偏載測試效果。偏載測試下，其被測重物在秤臺上位置變化所引起的誤差應(yīng)當(dāng)不超出稱量的最大允許誤差。偏載測試中，受到稱重傳感器靈敏度等因素的影響，導(dǎo)致偏載誤差出現(xiàn)。而在稱重傳感器彈性體與電阻應(yīng)變計(jì)等關(guān)鍵材料性能的影響下，稱重傳感器的實(shí)際靈敏度往往也存在一定差異，甚至對相同荷載下的輸出信號產(chǎn)生影響，導(dǎo)致出現(xiàn)誤差。
為有效降低偏載誤差，可以對地磅進(jìn)行妥善處理，將有電位器連接至不同傳感器支路，適當(dāng)陶正電阻值，在不同電阻的分壓條件下，保證不同支路信號輸出的穩(wěn)定性和平衡性。現(xiàn)代社會科學(xué)技術(shù)不斷完善，數(shù)字式地磅在偏載誤差的調(diào)整上更具便捷性和高效性，以數(shù)字式稱量儀表為基本平臺，通過軟件參數(shù)對數(shù)字傳感器輸出 A/D 值進(jìn)行自動補(bǔ)償，從而對由于傳感器輸出不同所導(dǎo)致的偏載誤差進(jìn)行準(zhǔn)確修正。
2.稱量誤差
在地磅稱量過程中，由于傳感器稱量存在一定的線性變化、零點(diǎn)漂移和稱重臺傳力失真等因素，導(dǎo)致地磅存在稱量誤差，以下開展具體分析。
2.1線性變化。
就地磅稱量的具體情況來看，稱重傳感器輸出信號與其所承受的載荷之間存在密切聯(lián)系，而傳感器承受荷載與其相應(yīng)輸出電壓之間的關(guān)系也具有一定特殊性，隨著載荷施加力量的不斷加大并超出一定范圍時(shí)，地磅稱重傳感器的稱量線性則會發(fā)生較為明顯的變化。由于地磅稱重傳感器輸出信號與其所承受荷載在理論上呈線性關(guān)系，而其與相應(yīng)輸出電壓之間為非直線關(guān)系，此種情況下，應(yīng)當(dāng)就部分稱量點(diǎn)誤差較大的問題開展有針對性的分析，通過對分段校準(zhǔn)秤量程的合理應(yīng)用，對傳感器的非線性輸出所導(dǎo)致的稱重誤差進(jìn)行科學(xué)化控制，最好是能夠消除此類稱重誤差，以保證地磅稱量的準(zhǔn)確性和可靠性。在地磅檢定過程中，最小秤量、50%最大秤量、最大秤量、最大允許誤差改變秤量這五個(gè)點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)，其示值誤差為基值誤差，實(shí)際誤差大小應(yīng)當(dāng)滿足地磅檢定規(guī)程中關(guān)于秤量點(diǎn)最大允許誤差的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，從而保證電子汽車衡稱量的準(zhǔn)確度。
2.2零點(diǎn)漂移。
在地磅秤量過程中，長時(shí)間受到?jīng)_擊荷載的影響，使得傳感器的空載輸出信號發(fā)生一定程度變化，尤其是沖擊荷載具有一定不確定性，大小不同且多次往復(fù)，此種情況下勢必會導(dǎo)致傳感器空載輸出信號發(fā)生明顯變化，最終形成零點(diǎn)漂移而對地磅稱量準(zhǔn)確度產(chǎn)生影響，導(dǎo)致稱量誤差出現(xiàn)。
2.3秤臺傳力失真。
地磅一般包含 2~3 個(gè)稱重臺，在地磅稱量過程中，稱重臺面相互摩擦或者稱重臺面與秤臺限位出現(xiàn)摩擦，往往會對被測物體的質(zhì)量產(chǎn)生一定影響，使得被測物體質(zhì)量無法得到準(zhǔn)確傳遞，稱重傳感器所獲取的信息不準(zhǔn)確，導(dǎo)致秤臺傳力失真，最終出現(xiàn)稱量示值誤差。
3 .鑒別力誤差
鑒別力反映秤對微小載荷的反應(yīng)能力，鑒別力測試的目的是檢驗(yàn)秤體結(jié)構(gòu)的連接和摩擦，因此機(jī)械連接中的摩擦和應(yīng)力是鑒別力誤差的主要來源。當(dāng)然，稱重傳感器的分辨力和顯示儀表的分辨力也會影響到鑒別力。在對汽車衡檢定時(shí)，需在最小秤量、50%最大秤量和最大秤量進(jìn)行鑒別力測試。方法是在承載器上加放一定量的砝碼和 10 個(gè) 0.1d 的小砝碼，數(shù)字示值為 I；然后依次取下小砝碼，直到示值明顯地減少一個(gè)分度，即（I-d）；再放上一個(gè) 0.1d 的小砝碼，最后再輕緩地放上 1.4d 的小砝碼，此時(shí)示值應(yīng)為 I+d，則該汽車衡的鑒別力測試合格。
4.重復(fù)性誤差
重復(fù)性誤差在相同負(fù)荷和相同環(huán)境條件下，連續(xù)多次稱量所得結(jié)果的一致程度。地磅在重復(fù)性測試時(shí)，需對 50%最大秤量、接近最大秤量兩組進(jìn)行測試，每組至少重復(fù) 3 次，每次測試及任意兩次示值之差不得大于該秤量允許誤差的絕對值。重復(fù)性測試時(shí)周圍的溫度、濕度、風(fēng)力、震動等外部環(huán)境條件變化會引起重復(fù)性誤差外，傳感器本身的性能和秤臺的安裝水平、秤臺的機(jī)械傳力等方面是引起重復(fù)性誤差主要方面。
4.1秤臺本身引起重復(fù)性誤差。
秤體傳力機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和制造誤差，具體體現(xiàn)在各傳感器上下安裝基面本身及其之間的水平度、秤體的整體剛度及相關(guān)的局部剛度差異，容易造成承重臺面上下移位，致使稱重臺對稱重傳感器作用力不垂直，致使相同的載荷也會引起較大重復(fù)性誤差。
4.2傳感器性能不滿足時(shí)引起的重復(fù)性誤差。
地磅稱量時(shí)，稱重傳感器參數(shù)的一致性（靈敏度）、傳感器的激勵(lì)電壓等，都要滿足一定的條件，才能保證稱重測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。
4.3角差引起的重復(fù)性誤差。
地磅稱重時(shí)傳感器的信號是通過接線盒傳輸給稱重顯示儀表，如果傳感器的某些參數(shù)不一致或接線盒中電位器調(diào)整不平衡都會引起電子秤的角差，此時(shí)重物在稱重臺的不同位置就會產(chǎn)生重復(fù)性誤差。
5.結(jié)論
總而言之，地磅稱重誤差的存在，往往會給廠物資計(jì)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響，極易導(dǎo)致客戶對該廠計(jì)量管理水平的滿意度不足，從而影響廠的綜合效益。通過地磅稱重誤差分析可知，在實(shí)際稱重過程中，稱重傳感器自身性能、秤臺安裝質(zhì)量、秤臺機(jī)械傳力裝置以及稱重儀表穩(wěn)定性等，都是影響地磅稱重的重要因素，一旦掌握不到位，勢必會導(dǎo)致電子汽車衡稱重誤差出現(xiàn)。因此在未來工作中，應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確把握地磅稱重誤差，以切實(shí)做好地磅日常檢定與維護(hù)工作，保證地磅的準(zhǔn)確性和可靠性。

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