前言
隨著稱重技術(shù)的不斷進步,電子臺秤的應(yīng)用已經(jīng)普及到生活、生產(chǎn)的各個領(lǐng)域,電子臺秤已經(jīng)取代了過去的機械化臺秤,由稱重電子傳感器取代機械化結(jié)構(gòu),避免了稱重過程中人為的因素和繁瑣的操作過程,帶來了更加精確、穩(wěn)定的稱重結(jié)果,操作也更加簡單便利。由于實際情況的不同,電子臺秤的選型成為了一個新的課題,尤其在對內(nèi)、外貿(mào)易中,選用電子臺秤精度的高低直接影響到產(chǎn)品重量的多少,直接關(guān)系到企業(yè)的經(jīng)濟利益。
1電子臺秤稱重傳感器的工作原理
稱重傳感器是一種將質(zhì)量信號轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y量的電信號輸出的裝置。稱重傳感器按轉(zhuǎn)換方法一般分為光電式、液壓式、電磁力式、電容式、磁極變形式、 振動式、陀螺儀式、電陰應(yīng)變式等8類,其中以電阻應(yīng)變式使用最廣。
電阻應(yīng)變式稱重傳感器是基于這樣一個原理: 彈性體(彈性元件,敏感梁)在外力作用下產(chǎn)生彈性變形,使粘貼在他表面的電阻應(yīng)變片(轉(zhuǎn)換元件)也隨同產(chǎn)生變形,電阻應(yīng)變片變形后,它的阻值將發(fā)生變化(增大或減小),再經(jīng)相應(yīng)的測量電路把這一電阻變化轉(zhuǎn)換為電信號(電壓或電流),從而完成了將外力變換為電信號的過程。
使用傳感器要考慮傳感器所處的實際工作環(huán)境,這點對正確選用稱重傳感器至關(guān)重要,它關(guān)系到傳感器能否正常工作以及它的安全和使用壽命,乃至整個電子臺秤的可靠性和安全性。
影響電子臺秤穩(wěn)定的兩個重要因素:一是空氣的流動(風(fēng)力),二是振動。其中,風(fēng)力的影響最大,且無法用技術(shù)手段進行有效控制;對于振動的影響,各電子臺秤生產(chǎn)廠家在顯示儀表中加有防振動電路,控制由輕微振動帶來的影響。另外,精度越高的電子臺秤對環(huán)境的要求越高,要按照實際工作環(huán)境選用合適的電子臺秤,如果配備了精度過高的電子臺秤,環(huán)境達不到要求,電子臺秤也不能正常的工作。
2高精度電子臺秤的選型
2.1計量要求的導(dǎo)出
為了更加直觀的說明計量要求的導(dǎo)出和電子臺秤計量技術(shù)參數(shù)的選擇,假定測量要求為:被測物體重量(以單件鉬產(chǎn)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。測量要求取決于被測量物體的計量特性,最大允許誤差是根據(jù)被測物體的價值決定的,一般來說,被測物體的價值越高測量最大允許誤差越小(參考物體為鉬產(chǎn)品,它的最大允許誤差為單件鉬產(chǎn)品重量的0.2%)。
根據(jù)測量要求導(dǎo)出計量要求:
(1)測量范圍ξ的導(dǎo)出。一般要求被測參數(shù)的值要落在測量設(shè)備有效量程的三分之二以上,測量范圍最小也不能小于被測參數(shù)值加上被測參數(shù)規(guī)定的最大誤差的絕對值。因此得到:
測量范圍在1002kg與1500kg之間。
(2)允許誤差δ的導(dǎo)出。在導(dǎo)出前我們引入過程(測量)能力指數(shù)的概念,
CP為測量能力指數(shù),是指測量滿足技術(shù)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,總體標準差的6倍B=6δ
表1 下載原表
為了測量能力能夠滿足,我們?nèi)P>1,具體導(dǎo)出方法如下:
因此,當導(dǎo)出的允許誤差不大于±0.67kg,測量能力滿足。
表2 下載原表
2.2電子臺秤計量技術(shù)參數(shù)的選擇
根據(jù)導(dǎo)出的計量要求,計算推導(dǎo)電子臺秤的計量技術(shù)參數(shù),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(shù)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(jù)1002kg≤ξ≤1500kg,電子臺秤的測量范圍ξ0可以在1002kg與1500kg之間選取,ξ0的取值不唯一,我們?nèi)≈行闹?/p>
分辨率等于測量范圍除以分度數(shù),即。Ⅲ級電子臺秤最大允許誤差δ0以檢定分度值e表示,見表3。
表3 下載原表
根據(jù)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。高精度電子臺秤分度數(shù)一般大于2000小于等于10000,由表3得出
得出0.12kg≤e<0.22kg
即所選高精度電子臺秤的分辨率大于等于0.12kg小于0.22kg,e的取值不唯一,分辨率的選取直接影響到所選電子臺秤允許誤差的大小,這里要充分考慮到電子臺秤的實際工作環(huán)境,如果工作環(huán)境許可,可以選擇e的下限,如果工作環(huán)境較差,就要選擇靠近e的上限。根據(jù)實際工作環(huán)境(鉬產(chǎn)品出廠環(huán)境),取e=0.2kg=200g,分別得出
最后,得到所選電子臺秤的計量技術(shù)參數(shù),見表4。
表4 下載原表
3高精度電子臺秤的對比應(yīng)用
在實際中的稱重測量中,高精度電子臺秤比一般電子臺秤具有較大的優(yōu)勢,通過簡單的對比試驗來說明。
表5 下載原表
選取表4的高精度電子臺秤和表5的一般電子臺秤,參考物體還是鉬產(chǎn)品,在同一環(huán)境下,先將鉬產(chǎn)品先放置在一般電子臺秤上進行稱重包裝,包裝后測得產(chǎn)品重量為1000.0kg,再逐件放置到高精度衡器上進行稱重,得到對比試驗數(shù)據(jù)。根據(jù)對比試驗數(shù)據(jù), 對高精度電子臺秤的稱量數(shù)據(jù)進行匯總,建立直方圖,見圖1。
圖1 下載原圖
可以看出,圖形成正態(tài)分布,高精度電子臺秤稱量得到的平均重量為1000.4kg,平均每噸鉬產(chǎn)品高精度電子臺秤與一般電子臺秤的對比測量差為0.40kg。若產(chǎn)品出售,損害的是生產(chǎn)單位的利益。
4結(jié)論
本文通過實例,對高精度電子臺秤的選型進行了系統(tǒng)的分析,形成了一套從計量要求的導(dǎo)出到高精度電子臺秤計量技術(shù)參數(shù)選擇的科學(xué)可行的方法,為現(xiàn)實中電子臺秤的選型提供了參考;通過對比試驗可以看出,高精度電子臺秤的使用,在滿足顧客計量需求的同時,最大限度的維護了生產(chǎn)單位的經(jīng)濟利益, 同時,避免了因計量不準確造成的顧客投訴,具有推廣應(yīng)用價值。
