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          新聞動態
          高精度電子臺秤的選型和推廣技術研究
          [2020-03-22]

          前言

          隨著稱重技術的不斷進步,電子臺秤的應用已經普及到生活、生產的各個領域,電子臺秤已經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構,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、穩定的稱重結果,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、外貿易中,選用電子臺秤精度的高低直接影響到產品重量的多少,直接關系到企業的經濟利益。

          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量信號轉變為可測量的電信號輸出的裝置。稱重傳感器按轉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、電陰應變式等8類,其中以電阻應變式使用最廣。

          電阻應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)在外力作用下產生彈性變形,使粘貼在他表面的電阻應變片(轉換元件)也隨同產生變形,電阻應變片變形后,它的阻值將發生變化(增大或減小),再經相應的測量電路把這一電阻變化轉換為電信號(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境,這點對正確選用稱重傳感器至關重要,它關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。

          影響電子臺秤穩定的兩個重要因素:一是空氣的流動(風力),二是振動。其中,風力的影響最大,且無法用技術手段進行有效控制;對于振動的影響,各電子臺秤生產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境的要求越高,要按照實際工作環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。測量要求取決于被測量物體的計量特性,最大允許誤差是根據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(參考物體為鉬產品,它的最大允許誤差為單件鉬產品重量的0.2%)。

          根據測量要求導出計量要求:

          (1)測量范圍ξ的導出。一般要求被測參數的值要落在測量設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值加上被測參數規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的導出。在導出前我們引入過程(測量)能力指數的概念,

           


          CP為測量能力指數,是指測量滿足技術要求的能力

          T為公差, T = 允許最大值( TU)-允許最小值(TL)

          B為測量能力,總體標準差的6倍B=6δ

          表1     下載原表

          表1

          為了測量能力能夠滿足,我們取CP>1,具體導出方法如下:

           


           


          因此,當導出的允許誤差不大于±0.67kg,測量能力滿足。

          表2     下載原表

          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的取值不唯一,我們取中心值

           


          分辨率等于測量范圍除以分度數,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

          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。高精度電子臺秤分度數一般大于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境,如果工作環境許可,可以選擇e的下限,如果工作環境較差,就要選擇靠近e的上限。根據實際工作環境(鉬產品出廠環境),取e=0.2kg=200g,分別得出

           


          最后,得到所選電子臺秤的計量技術參數,見表4。

          表4     下載原表

          表4

          3高精度電子臺秤的對比應用

          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勢,通過簡單的對比試驗來說明。

          表5     下載原表

          表5

          選取表4的高精度電子臺秤和表5的一般電子臺秤,參考物體還是鉬產品,在同一環境下,先將鉬產品先放置在一般電子臺秤上進行稱重包裝,包裝后測得產品重量為1000.0kg,再逐件放置到高精度衡器上進行稱重,得到對比試驗數據。根據對比試驗數據, 對高精度電子臺秤的稱量數據進行匯總,建立直方圖,見圖1。

          圖1

          圖1   下載原圖


          可以看出,圖形成正態分布,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。若產品出售,損害的是生產單位的利益。

          4結論

          本文通過實例,對高精度電子臺秤的選型進行了系統的分析,形成了一套從計量要求的導出到高精度電子臺秤計量技術參數選擇的科學可行的方法,為現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單位的經濟利益, 同時,避免了因計量不準確造成的顧客投訴,具有推廣應用價值。


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