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知识分享—工业电子称重系统相关问题论述



本文分析论述了通常情况下各种电子称重计量设备在使用过程遇到和关注的相关问题,从理论上进行分析论述,对计量校验结算误差的来源从力/电转换原理进行测试剖析,用于指导现场电子称重计量设备功能/精度调试,确保计量准确性。

内容摘录于第十三届中国钢铁年会

关键词

电子称重系统、相关问题分析

称重计量是日常社会生产活动中的一种价值转换遵循,其各种称重计量设备在工业生产和贸易结算中得到了普遍应用,特别是电子称重计量设备的广泛应用。“角差”问题是使用中常存在的问题,从而引发计量异议。以下根据国家衡器检定规程以称重设备计量的准确性为出发点,探讨工业生产过程中使用的各类电子称重系统相关问题的分析及处理方法。

角差

角差的分析及处理原则

在研究称重误差时,首先对称量系统的“角差”问题需要有一个理论上的认识,在多个模拟称重传感器并联使用时,要遵循以下两点调整“角差”:

(1)接线盒内桥信电阻作用是解决各传感器输出信号内阻不一致而产生的角差,当调整信号源的内阻 r一致时,根据复杂电路计算并联后的合成信号 E0=(E1+E2+E3+…+En)/n(r 不一致时计算结果非此),如图 1信号等效电路图

(2)桥压电阻的作用是解决各传感器灵敏度 S 参数不一致而产生的角差,调整每一个传感器上的激励电压使在同一载荷下传感器的 mV 输出值(总信号值)相等。


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图1:信号等效电路图

一个称量系统当由若干个称重传感器组成,其技术性能参数应该完全一致,假设没有机械限位卡碰情况,这样的一套称量系统使用中理论上讲是不会存在角差(或段差)的。因为称重传感器其技术性能参数完全一致,在实际使用中几个传感器受力可能不一致,但从图 1 信号并联电路可知,其称量的输出信号并联后的信号和与受力一致时输出的信号和相同,即总的输出不受影响,所以不存在角差(或段差)问题。

多个称重传感器组成的称量系统,调“角差”就是调传感器受力均衡吗?答案是否定的。调“角差”就是解决多个传感器灵敏度不一致和各传感器输出信号内阻不同而存在的差异问题,其解决方法也就是调每个传感器激励电压(模拟传感器调对应传感器激励电压,对数字传感器调对应的角差系数)和调各传感器输出信号内阻的微小差别,来保证台面不同位置放置称量物时重量显示一致。

皮带秤

实际使用中存在的问题

产生误差的三个主要因素:

一是在量值传递上校验时的标准一定要核对准确,如果不准确,例如标准核算偏大(大于实际),校验时发现计量值小,校验人员就会调大,则投入使用计量值就偏大,反之亦反之;

二是实际运行时皮带测速要准确,例如:如果测量速度偏小(小于实际速度),则计量值就偏小,反之亦反之;

三是皮带运行张力影响,如果太紧皮带接触不到称量托辊,则计量值就偏小。

用链码/挂码校验皮带秤注意的问题:

(1)用链码校验皮带秤,如果链码不是平整铺展在整个称量段上有弯曲情况,则结果会出现实际的标准值比核算的标准值大,校验时皮带秤计量结果值就大,校验人员会调小这个值达到核算的标准值,当投入使用时计量值就偏小。

(2)用链码校验皮带秤,如果链码平整铺展在整个称量段上只有一半,则校验时核算的标准值除 2 即可。

(3)用挂码校验皮带秤,怎样计算标准值?首先确定好皮带秤的有效称量段长度,用挂码重量除以称量段长度,然后计算出标准值。

贸易结算

贸易结算磅差“千分之三”由来

假设有一台 30t 的称重设备,其分度值是 3 kg,请问其使用的允许误差是多少?作为贸易结算秤使用其最小称量是应该多少?贸易结算中所说的磅差千分之三是怎么计算来的?对于这些问题,现以国家计量检定规程要求来推算说明,结果见表 1。

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如果该 30t 的称重设备,其分度值要求为 3kg,则其分度数为 30000/3=10000,根据衡器检定规程其首次检定允许误差是±1.5e=±1.5×3=±4.5kg,那么其使用的允许误差就是±9kg。作为贸易结算秤使用其最小称量值不能小于 3t(规程要求最小分度数不小于 1000),在 3~6t 的称量范围内,其使用的允许误差是±6kg,则作为贸易结算的相对误差就是:9/3000=0.003=0.3%,即商务合同中所说的磅差千分之三。


结束语

电子称重设备

电子称重设备无论何种形式,在设备设计制造方面,首先对传感器型号、规格和性能匹配是最重要关注点,其次是核算秤体结构的承重机械强度和应有的过载能力(实际使用承重受力偏载不可避免);在设备安装方面主要是秤体底座基础牢固和传感器受力平面的水平度、受力的垂直度达到设计要求,没有偏倚避免侧向力,并防止秤体受力过程的“翘翘板”现象;在设备系统使用方面,首先是称量“标度”转换用二次仪表及附件功能/精度达到要求,其次是调校过程中,需要相关人员对称量系统的受力观察与性能匹配的参数进行应有调整并“标定”,才能做好最后的“检定”使用。