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前言

隨著(zhu)稱(cheng)(cheng)(cheng)重(zhong)技(ji)術的(de)(de)(de)不斷進步(bu),電(dian)子(zi)(zi)(zi)臺秤(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)應用(yong)已經(jing)普(pu)及到生活、生產的(de)(de)(de)各個(ge)領域,電(dian)子(zi)(zi)(zi)臺秤(cheng)(cheng)已經(jing)取(qu)代(dai)(dai)了過(guo)去的(de)(de)(de)機械化(hua)(hua)臺秤(cheng)(cheng),由(you)稱(cheng)(cheng)(cheng)重(zhong)電(dian)子(zi)(zi)(zi)傳感器取(qu)代(dai)(dai)機械化(hua)(hua)結構(gou),避免了稱(cheng)(cheng)(cheng)重(zhong)過(guo)程中人為的(de)(de)(de)因(yin)素和繁瑣的(de)(de)(de)操作(zuo)過(guo)程,帶(dai)來了更加(jia)精確、穩定的(de)(de)(de)稱(cheng)(cheng)(cheng)重(zhong)結果,操作(zuo)也更加(jia)簡單便利。由(you)于實(shi)際情(qing)況的(de)(de)(de)不同,電(dian)子(zi)(zi)(zi)臺秤(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)選型成(cheng)為了一個(ge)新的(de)(de)(de)課(ke)題(ti),尤其在對內、外貿易(yi)中,選用(yong)電(dian)子(zi)(zi)(zi)臺秤(cheng)(cheng)精度的(de)(de)(de)高低(di)直(zhi)接影響到產品重(zhong)量的(de)(de)(de)多少,直(zhi)接關系到企業的(de)(de)(de)經(jing)濟(ji)利益。

1電子臺秤稱重傳感器的工作原理

稱(cheng)重傳感(gan)器是(shi)一種將質量信號轉(zhuan)變(bian)(bian)為(wei)可測量的(de)電(dian)(dian)信號輸出的(de)裝置。稱(cheng)重傳感(gan)器按轉(zhuan)換(huan)方法一般分(fen)為(wei)光電(dian)(dian)式、液壓(ya)式、電(dian)(dian)磁(ci)力式、電(dian)(dian)容(rong)式、磁(ci)極變(bian)(bian)形式、 振動式、陀螺儀(yi)式、電(dian)(dian)陰(yin)應變(bian)(bian)式等8類(lei),其中以(yi)電(dian)(dian)阻應變(bian)(bian)式使(shi)用最廣。

電(dian)(dian)(dian)阻應變(bian)式稱重(zhong)傳(chuan)感器是基于(yu)這樣一個原理(li): 彈(dan)性(xing)體(彈(dan)性(xing)元件(jian),敏感梁)在(zai)外(wai)(wai)力作用(yong)下產(chan)生彈(dan)性(xing)變(bian)形(xing)(xing),使粘(zhan)貼(tie)在(zai)他表(biao)面的(de)電(dian)(dian)(dian)阻應變(bian)片(pian)(轉換(huan)元件(jian))也隨同產(chan)生變(bian)形(xing)(xing),電(dian)(dian)(dian)阻應變(bian)片(pian)變(bian)形(xing)(xing)后,它的(de)阻值將(jiang)發生變(bian)化(增大(da)或減小),再(zai)經相應的(de)測量電(dian)(dian)(dian)路把這一電(dian)(dian)(dian)阻變(bian)化轉換(huan)為電(dian)(dian)(dian)信號(電(dian)(dian)(dian)壓或電(dian)(dian)(dian)流),從而完成(cheng)了(le)將(jiang)外(wai)(wai)力變(bian)換(huan)為電(dian)(dian)(dian)信號的(de)過程(cheng)。

使用傳感(gan)器要考(kao)慮傳感(gan)器所處(chu)的(de)實際(ji)工作環(huan)境,這點(dian)對正確選用稱重傳感(gan)器至(zhi)關重要,它關系(xi)到傳感(gan)器能否正常(chang)工作以(yi)及它的(de)安(an)全和使用壽命(ming),乃至(zhi)整個電子臺秤的(de)可靠(kao)性(xing)和安(an)全性(xing)。

影(ying)(ying)響(xiang)電(dian)子(zi)臺(tai)(tai)(tai)秤(cheng)穩定的(de)(de)兩個重(zhong)要(yao)(yao)因(yin)素(su):一(yi)是(shi)空氣的(de)(de)流動(風(feng)力(li)),二是(shi)振(zhen)(zhen)(zhen)動。其中,風(feng)力(li)的(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)最大,且無法用技術手段進行有效控制;對于振(zhen)(zhen)(zhen)動的(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang),各電(dian)子(zi)臺(tai)(tai)(tai)秤(cheng)生產廠家在顯示儀表中加(jia)有防振(zhen)(zhen)(zhen)動電(dian)路,控制由輕微振(zhen)(zhen)(zhen)動帶來的(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)。另外,精度(du)越高(gao)的(de)(de)電(dian)子(zi)臺(tai)(tai)(tai)秤(cheng)對環境的(de)(de)要(yao)(yao)求(qiu)越高(gao),要(yao)(yao)按照實際工(gong)作環境選用合適的(de)(de)電(dian)子(zi)臺(tai)(tai)(tai)秤(cheng),如(ru)果(guo)配備了精度(du)過高(gao)的(de)(de)電(dian)子(zi)臺(tai)(tai)(tai)秤(cheng),環境達不到要(yao)(yao)求(qiu),電(dian)子(zi)臺(tai)(tai)(tai)秤(cheng)也(ye)不能正常的(de)(de)工(gong)作。

2高精度電子臺秤的選型

2.1計量要求的導出

為了更加直觀的說明計量要求的導出和電子臺秤計量技術參數的選擇,假定測量要求為:被測物體重量(以單件鉬產品為參考物體)為M0,M0=1000kg,測量最大允許誤差不超過被測物體重量的0.2%,即δmax=± (0.2%×1000)kg=±2kg。測量(liang)要求取決(jue)于被測量(liang)物(wu)(wu)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)計量(liang)特性(xing),最(zui)(zui)大(da)允(yun)許(xu)誤差(cha)(cha)是根(gen)據被測物(wu)(wu)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)價(jia)值決(jue)定的(de)(de)(de),一般來(lai)說,被測物(wu)(wu)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)價(jia)值越高測量(liang)最(zui)(zui)大(da)允(yun)許(xu)誤差(cha)(cha)越小(xiao)(參考物(wu)(wu)體(ti)(ti)為鉬產品,它的(de)(de)(de)最(zui)(zui)大(da)允(yun)許(xu)誤差(cha)(cha)為單件鉬產品重量(liang)的(de)(de)(de)0.2%)。

根據(ju)測量(liang)要(yao)求導出計量(liang)要(yao)求:

(1)測(ce)量(liang)范圍(wei)ξ的(de)導出。一般要求被(bei)測(ce)參(can)數的(de)值要落在測(ce)量(liang)設備有效量(liang)程的(de)三分之二以上,測(ce)量(liang)范圍(wei)最小也不能小于被(bei)測(ce)參(can)數值加上被(bei)測(ce)參(can)數規定的(de)最大(da)誤(wu)差的(de)絕對值。因此(ci)得到:

測量(liang)范(fan)圍(wei)在1002kg與1500kg之間。

(2)允許誤(wu)差δ的導(dao)出(chu)。在(zai)導(dao)出(chu)前我們引入過(guo)程(測量)能力指數的概念,

CP為測量能力指(zhi)數,是指(zhi)測量滿足(zu)技(ji)術要求的能力

T為公差, T = 允許最大值( TU)-允許最小值(TL)

B為測量能力(li),總體(ti)標準差的6倍B=6δ

表(biao)1     

為了測量能力能夠滿足,我們取CP>1,具體導出方法(fa)如(ru)下:

因此,當導出的允許誤差不大于±0.67kg,測(ce)量能(neng)力滿足。

表2     

2.2電子臺秤計量技術參數的選擇

根據導出的計量要求,計算推導電子臺秤的計量技術參數,電子臺秤的等級為Ⅲ級,假定所選擇的電子臺秤的測量范圍為ξ0,最大允許誤差為 δ0,分度數為d,分辨率為e,分辨率是顯示裝置能有效辨別的最小的示值差,即最小刻度。根據1002kg≤ξ≤1500kg,電子臺秤的測量范圍ξ0可以在1002kg與1500kg之間選取,ξ0的取值不(bu)唯一,我們取中(zhong)心值

分(fen)辨率等于測量范圍除(chu)以(yi)分(fen)度數,即。Ⅲ級電子(zi)臺秤最大允許(xu)誤差δ0以(yi)檢(jian)定分(fen)度值e表(biao)示,見(jian)表(biao)3。

表3     

根據計量要求的允許誤差小于±0.67kg,所選電子臺秤的最大允許小于±0.67kg,即︱δ0︱ <0.67kg。高精度(du)電(dian)子臺秤分度(du)數一般大于(yu)(yu)2000小(xiao)于(yu)(yu)等于(yu)(yu)10000,由(you)表3得出

得出0.12kg≤e<0.22kg

即所選高(gao)精(jing)度電子臺秤的(de)(de)分辨率(lv)大于(yu)等于(yu)0.12kg小于(yu)0.22kg,e的(de)(de)取(qu)值不唯(wei)一,分辨率(lv)的(de)(de)選取(qu)直接影(ying)響(xiang)到所選電子臺秤允(yun)許誤差的(de)(de)大小,這里要(yao)充分考(kao)慮(lv)到電子臺秤的(de)(de)實際(ji)工作(zuo)環(huan)境(jing),如果(guo)工作(zuo)環(huan)境(jing)許可,可以選擇e的(de)(de)下限(xian),如果(guo)工作(zuo)環(huan)境(jing)較差,就要(yao)選擇靠近(jin)e的(de)(de)上限(xian)。根據實際(ji)工作(zuo)環(huan)境(jing)(鉬產品出(chu)廠(chang)環(huan)境(jing)),取(qu)e=0.2kg=200g,分別得出(chu)

最后,得(de)到(dao)所(suo)選電(dian)子臺秤的計量(liang)技術(shu)參數,見表4。

表4     

3高精度電子臺秤的對比應用

在實際(ji)中的稱重測量(liang)中,高精度(du)電子(zi)臺(tai)秤比(bi)一般電子(zi)臺(tai)秤具有較大(da)的優勢,通過簡(jian)單(dan)的對比(bi)試驗來(lai)說明(ming)。

表5     

選取表(biao)4的高(gao)精度(du)電(dian)(dian)子(zi)臺秤(cheng)和表(biao)5的一般電(dian)(dian)子(zi)臺秤(cheng),參考物(wu)體還是(shi)鉬產(chan)品,在(zai)同(tong)一環境下,先(xian)將鉬產(chan)品先(xian)放置在(zai)一般電(dian)(dian)子(zi)臺秤(cheng)上進(jin)行稱重包裝,包裝后測得產(chan)品重量(liang)為1000.0kg,再逐件放置到(dao)高(gao)精度(du)衡器上進(jin)行稱重,得到(dao)對比試驗(yan)數據。根據對比試驗(yan)數據, 對高(gao)精度(du)電(dian)(dian)子(zi)臺秤(cheng)的稱量(liang)數據進(jin)行匯總,建立(li)直方圖,見圖1。

圖1   下載原圖

可以看出,圖形(xing)成(cheng)正態(tai)分(fen)布,高(gao)精(jing)度電(dian)子(zi)臺秤(cheng)稱(cheng)量得到的平(ping)均重(zhong)量為(wei)1000.4kg,平(ping)均每噸鉬(mu)產品高(gao)精(jing)度電(dian)子(zi)臺秤(cheng)與一般(ban)電(dian)子(zi)臺秤(cheng)的對比(bi)測量差為(wei)0.40kg。若產品出售,損害的是生產單位(wei)的利益。

4結論

本文通過實(shi)例(li),對高(gao)精(jing)度(du)電子臺(tai)秤(cheng)(cheng)的(de)選型進行(xing)了系統(tong)的(de)分析,形(xing)成了一套從計量要求的(de)導出(chu)到高(gao)精(jing)度(du)電子臺(tai)秤(cheng)(cheng)計量技術參數選擇(ze)的(de)科學可(ke)行(xing)的(de)方法(fa),為現實(shi)中電子臺(tai)秤(cheng)(cheng)的(de)選型提供了參考(kao);通過對比(bi)試驗可(ke)以(yi)看出(chu),高(gao)精(jing)度(du)電子臺(tai)秤(cheng)(cheng)的(de)使(shi)用(yong),在滿足顧客計量需求的(de)同時(shi)(shi),最大限(xian)度(du)的(de)維護(hu)了生產單位的(de)經濟(ji)利益, 同時(shi)(shi),避(bi)免(mian)了因(yin)計量不準確造成的(de)顧客投訴,具(ju)有推廣應用(yong)價值。