衡器基本知识

衡器基本知识培训衡器计量基础知识Internalusageonly内容提要衡器概述称重传感器称重仪表小结Internalusageonly衡器基本知识---衡器概述衡器分类按照操作方式，衡器可分为非自动衡器及自动衡器两大类。非自动衡器按照GB/T14250-2008《衡器术语》的规定，非自动衡器的定义如下：在称量过程中需要操作者的干预，以确定称量结果是否可接受的衡器。注1：“确定称量结果是否可接受”（和上述表达一致）包括由操作者对影响称量结果所采取的任何人为活动，诸如，当示值稳定时所采取的行动或调整称量载荷的质量，同时还包括对观察到的每一个称量结果的示值或给出的打印输出做出取舍的决定。在非自动称量过程中允许操作者在称量结果不能被接受的情况下，采取行动（调整载荷、单价，确定载荷是否可接受等）影响称量结果。例如：静态汽车衡、静态轨道衡、计价秤等属于非自动衡器。自动衡器按照GB/T14250-2008《衡器术语》的规定，自动衡器的定义如下：在称量过程中不需要操作者干预，并能按照预定的处理程序自动工作的衡器。例如，动态汽车衡、动态轨道衡及动态轴重秤等属于自动衡器。本文所涉及的范围是非自动衡器，以下简称衡器。Internalusageonly衡器基本知识---衡器概述衡器基本组成承载器（秤台）---承载称重物体，传递重量。传感器---将重量转换成电信号（电压、电流或数字信号等）。仪表---将传感器输出的电信号进行处理，而后显示重量，处理键盘操作，并通过接口和外设联系。注：接线盒起传感器信号汇总及调节衡器角差的作用。Internalusageonly衡器基本知识---衡器概述衡器基本组成框图秤台传感器接线盒仪表外设（例如计算机）传感器传感器传感器Internalusageonly衡器基本知识---衡器概述衡器基本计量参数：满量程（FS)分度值(d)分度数(n)满量程：衡器的最大称量范围。例如，30吨汽车衡的满量程是30000kg。分度值：仪表显示重量的最小间隔,例如30吨汽车衡的分度值是10kg。国际法制计量组织（OIML）的76号国际建议（R76）规定，分度值应该取1、2、5X10k，其中K为正整数、负整数或0。例如：…….,0.1,0.2,0.5,1,2,5,10,20,50,…...分度数：分度数＝满量程/分度值Internalusageonly衡器基本知识---衡器概述分度值典型配置举例：满量程（kg)=分度数X分度值(kg)10000=2000X520000=2000X1030000=3000X1040000=4000X1050000=2500X2060000=3000X2080000=4000X20100000=2000X50120000=2400X50150000=3000X50200000=2000X100300000=3000X100Internalusageonly衡器基本知识---衡器概述其它相关术语：检定分度值e：衡器检定时使用的分度值。显示分度值d：衡器正常使用时显示的分度值。一般情况下e=d。内分度值：衡器调试时使用的分度值，对于MT集团的产品，通常1d=10个内分度值。衡器的显示重量由内分度值四舍五入得到。A/D脉冲数（Rawcounts)：放大了的模拟重量信号（电压）经A/D转换后的原始脉冲数，一般在衡器调试或维护时使用。Internalusageonly衡器基本知识---衡器概述非自动衡器的准确度非自动衡器的准确度R76国际建议将衡器按准确度分成四级：（I)级------特种准确度衡器，一般用于实验室分析(II)级------高准确度衡器，用于油漆配料等要求高精度称量的场合。(III)级------中等准确度衡器，用于贸易结算。(IIII)级------普通准确度衡器，一般用于单位内部结算或工艺秤。Internalusageonly衡器基本知识---衡器概述非自动衡器的准确度划分主要根据分度数划分Internalusageonly衡器基本知识---衡器概述（III）级衡器的允差称量范围（d）允差（d）500200030000.51.01.5-0.5-1.0-1.5允差（d）称量范围（m）首次检定使用中0≤m≤500±0.5±1.0500＜m≤2000±1.0±2.02000＜m±1.5±3.0（III）级衡器的允许误差表注1：上述误差发生突变的称量点称为误差突变点或闪变点注2：为了保证衡器的相对误差不致过大，规定衡器最小称量点为20d。Internalusageonly衡器基本知识---衡器概述衡器的误差分配设衡器的误差为P，传感器的误差为P1，仪表的误差为P2，机械的误差为P3，根据误差理论，有P2≤P12+P22+P32R76规定P1=0.7（模拟传感器）P2=0.5（仪表）P3=0.5（承载器）对于数字传感器，P1=0.8,P2=0，P3=0.5。Internalusageonly衡器基本知识---衡器概述衡器误差的测试方法*衡器的内分度值：仪表显示的重量读数应是衡器分度值的整数倍，但是，为了保证精度，仪表内部通常可检测到分度值的1/10，称之为内分度值，即1个分度值=10个内分度值。仪表检测到的重量的内分度数经四舍五入（化整），即得到仪表显示的重量读数。例如，对于30t的汽车衡，其显示分度值为10kg，其内分度值为1kg，即仪表实际分辨率为1kg。如果仪表实际检测到的重量为134kg，则仪表的显示重量为130kg.如果仪表实际检测到的重量为135kg，则仪表的显示重量为140kg。Internalusageonly衡器基本知识---衡器概述*误差测试方法-感量法对于数字指示的衡器利用闪变点法确定衡器的化整误差,方法如下:对于某一载荷L记录下的其示值I。连续加放如0.1d的附加砝码，直到明显地增加一个分度值，变为(I+d)。加到承载器上的附加载荷△L。可用下述公式得到化整前的示值P：P=I+0.5d-△L化整前的误差是：E=P–L=I+0.5d-△L–LInternalusageonly衡器基本知识---衡器概述例如：一台分度值d为10kg的衡器，加1000kg载荷，示值为1000kg。然后依次加1kg砝码。当附加载荷为3kg时，示值由1000kg变化到1010kg。将这些数值代入上述公式，得：P=(1000+5–3)kg=1002kg这样，化整前的实际示值是1002kg，则化整前的误差为：E=(1002–1000)kg=+2kg-扩展显示法将仪表置于扩展显示方式，仪表将显示内分度数。仪表显示的重量和标准砝码的差值即衡器的误差。*检定时称量点的误差测试对于车辆衡，各称量点的允许误差见前面的允许误差表。Internalusageonly衡器基本知识---衡器概述衡器的偏载误差---角差以30t的轴重秤为例，秤台的四角各安装了一个传感器。由于传感器参数的不一致性，当被称物体处在秤台的不同位置时，仪表得到的传感器输出信号会有微小的差别，应设法控制这种差别的范围，使其不致影响秤的计量性能。由于传感器在出厂前的参数已经确定，无法在现场进行改变，因此只能从外部进行调节。接线盒的作用之一就是进行角差调节。接线盒传感器4传感器3传感器2传感器1仪表Internalusageonly衡器基本知识---衡器概述产生角差的原因及消除角差的方法下图为一个由2个传感器组成的系统，E1、RO1分别是传感器1的等效信号源及输出阻抗，E2、RO2分别是传感器2的等效信号源及输出阻抗。很容易得出角差为零的条件是：E1/RO1=E2/RO2。E2R02E1RO1仪表传感器2传感器1Internalusageonly衡器基本知识---衡器概述角差调节原理由于传感器在出厂前的参数已经确定，无法在现场进行改变，因此只能从外部进行调节。接线盒的作用之一就是进行角差调节。计算证明，只要组成多传感器系统的各传感器的灵敏度与传感器的输出阻抗之比一致，即可消除衡器的角差。为此，在接线盒中每个传感器的输出端接入一个电阻网络，通过调节该电阻网络中的电位器，即可调节衡器的角差。下图为一个由2个传感器组成的衡器的接线盒原理图。Internalusageonly衡器基本知识---衡器概述接线盒的电原理图E1Ro1R11R21R12R22E2Ro2双传感器接线盒仪表模拟信号Internalusageonly衡器基本知识---衡器概述Internalusageonly衡器基本知识---衡器概述*检定时的角差测试及调节在秤台安装传感器的地方放置规定数量的测试砝码，通常测试砝码的重量应为秤满量程的1/（n-1)，其中n为传感器数量。角差的调节方法将测试砝码放置在某个传感器上方，调节接线盒中和该传感器对应的电位器，顺时针旋转使重量读数增加，逆时针旋转使重量读数减少。使得当测试砝码放置在各传感器上方时，各角的误差符合该重量下规定的允差。Internalusageonly衡器基本知识---衡器概述AJB-005接线盒电位器Internalusageonly衡器基本知识---衡器概述衡器的主要检定项目*角差试验将相当于满量程的1/（n-1)的砝码分别加载在每个传感器上方及秤台中央误差不能超过该称量点的允差。*称量点误差试验测试衡器在各个称量点的误差是否符合要求。称量点的个数：至少5个，其中包括最小称量、最大称量及允差突变点。加载、卸载至少一次。例如，对于30t的汽车衡，空秤、200kg、5t、20t和30t是一定要测试的。Internalusageonly衡器基本知识---衡器概述*鉴别力试验一般在3个不同的称量点（例如最小称量，1/2称量及最大称量点）进行衡器的鉴别力试验。试验时，将相当于1.4d的砝码轻轻放置在秤台上，观察仪表的读数应发生改变。*重复性试验检验秤的重复性。一般在1/2满量程点进行，可以使用实际车辆进行，让车辆停在秤的同一位置，连续3次，其中最大值和最小值之差不能超过该称量点最大允许误差的绝对值。Internalusageonly内容提要衡器概述称重传感器称重仪表小结Internalusageonly衡器基本知识---称重传感器传感器简介电阻应变式称重传感器原理贴在弹性体上的4个应变电阻（R1-R4)组成惠斯登电桥，电桥的供桥电压E由仪表提供，当传感器受到外力作用时，电桥输出端（C,D)就有电压信号输出，其大小和外力成正比。几个主要指标额定容量：传感器允许受到的最大作用力。单位：kg,t等,例如100kg,30t。灵敏度：设传感器的激励电压为1V，当它受到额定容量的作用力时的输出信号。单位：mV/V.例如GD传感器的灵敏度为2mV/V，RB传感器的灵敏度为1mV/V.ER1R2R3R4ABDCInternalusageonly衡器基本知识---称重传感器输入阻抗：由A-B端看进去的等效阻抗，例如GD传感器的输入阻抗为1160欧姆。RB传感器的输入阻抗为387欧姆。传感器的输入阻抗和仪表能带的传感器数量有关。输出阻抗：由C-D端看进去的等效阻抗，例如GD传感器的输出阻抗为1000欧姆。RB传感器的输出阻抗为387欧姆。传感器的输出阻抗和衡器的角差有关。测量传感器的输入和输出阻抗也是判断传感器好坏的手段之一。非线性滞后蠕变Internalusageonly衡器基本知识---称重传感器GD-30传感器Internalusageonly内容提要衡器概述称重传感器称重仪表小结Internalusageonly衡器基本知识---仪表仪表的基本组成及功能将传感器输出的模拟信号进行放大、A/D转换及数据处理，显示重量，并通过接口和外设联系。显示键盘称重仪表秤台接口模拟传感器数字传感器放大滤波模数转换数据处理外部设备Internalusageonly衡器基本知识---仪表Internalusageonly衡器基本知识---仪表动态检测用于判断重量数据是否稳定。判断依据：*动态范围00.5d1.0d2.0d3.0d*检测时间00.3S0.5S0.7SInter