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衡器計(jì)量誤差分析與控制研究
衡器，是利用胡克定律或力的杠桿平衡原理測(cè)定物體質(zhì)量的。衡器主要由承重系統(tǒng)(如秤盤)、傳力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(如杠桿傳力系統(tǒng))和示值系統(tǒng)(如刻度盤)3部分組成。衡器按結(jié)構(gòu)原理可分為機(jī)械秤、電子秤、機(jī)電結(jié)合秤三大類。
摘要：誤差分析是衡器計(jì)量工作的主要內(nèi)容，本文以電子秤為例對(duì)其計(jì)量檢定過(guò)程中存在的誤差進(jìn)行了分析，并在充分了解、掌握電子秤工作原理的前提下，對(duì)其計(jì)量檢定方式與誤差控制措施進(jìn)行了探討。
關(guān)鍵詞：衡器計(jì)量;控制措施;電子秤;概況;計(jì)量方式;誤差原因
衡器是利用作用于所需測(cè)量物體重力來(lái)對(duì)該物體重量確定的計(jì)量器具。在衡器整個(gè)發(fā)展史中，其主要包括6大類型，電子衡器在第二次世界大戰(zhàn)后誕生，其構(gòu)成部分為稱重顯示控制器、稱重傳感器與電器控制等。伴隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷提升及科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，電子衡器逐漸發(fā)展為小型化、模塊化、集成化、智能化。電子秤作為電子衡器的重要構(gòu)成部分，在不斷提升其速率、準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性與可靠性的同時(shí)，還會(huì)存在諸多誤差情況。為更好地提升計(jì)量檢定結(jié)果，必須重視電子秤計(jì)量誤差原因，并選取科學(xué)有效的措施，實(shí)現(xiàn)衡器計(jì)量工作目標(biāo)。
一、電子秤的概況
作為衡器的重要組成部分，電子秤為集合現(xiàn)代傳感器技術(shù)、電子技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)為一體化的電子稱量裝置。其工作流程為在秤盤上放置物體，重力作用下，秤體向傳感器施加壓力，促使稱重傳感器彈性體出現(xiàn)變形，因變形貼在彈性體應(yīng)變梁上的電阻應(yīng)變計(jì)出現(xiàn)電阻變化，導(dǎo)致應(yīng)變計(jì)無(wú)法平衡，使傳感器輸出與重量數(shù)值成比例的電信號(hào)，并利用接線盒、信號(hào)線向稱重儀表傳輸，通過(guò)線性放大，A/D轉(zhuǎn)換，以儀表微處理器(CPU)處理信號(hào)并進(jìn)行重量值顯示。
二、電子秤計(jì)量方式
(1)使用儀器與器具：送外計(jì)量質(zhì)量符合相關(guān)規(guī)定的砝碼。
(2)計(jì)量電子秤：第一，由砝碼內(nèi)選取稱量點(diǎn)，其允許誤差值如附表所示。
第二，選取計(jì)量電子秤對(duì)被稱量點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)砝碼進(jìn)行稱量，并進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，隨后分別對(duì)比其與標(biāo)準(zhǔn)砝碼數(shù)據(jù)。
第三，分析差值是否在允許誤差以下，以此對(duì)需檢定電子秤的質(zhì)量進(jìn)行判斷。
三、電子秤計(jì)量誤差分析
伴隨計(jì)算機(jī)技術(shù)水平的不斷提升，原料計(jì)量、配比電子秤運(yùn)用范圍越來(lái)越廣，精度要求也愈加嚴(yán)格。為提升電子秤計(jì)量精度，應(yīng)認(rèn)真分析計(jì)量過(guò)程，及時(shí)找出誤差，進(jìn)而有效控制其質(zhì)量，并將電子秤計(jì)量速度快、計(jì)量精度高及重復(fù)性良好等特點(diǎn)充分體現(xiàn)出來(lái)。目前，對(duì)稱量精度造成影響的主要原因包括：零點(diǎn)漂移、計(jì)量檢定、四角偏載等。
(1)零點(diǎn)漂移誤差�，F(xiàn)階段計(jì)量過(guò)程中電子秤總會(huì)出現(xiàn)零點(diǎn)漂移誤差，該誤差對(duì)電子秤計(jì)量檢定準(zhǔn)確度起到直接作用。具體應(yīng)用中，電子秤可用于多種不同稱量重力的物體，進(jìn)而使電子秤稱重傳感器受到負(fù)載力度反復(fù)多次影響，導(dǎo)致傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜，不能及時(shí)解決稱重物體重力快速變化產(chǎn)生的作用，該情況下將改變傳感器觸點(diǎn)，導(dǎo)致計(jì)量檢定過(guò)程中電子秤初始狀態(tài)發(fā)生改變、儀表指針歸位不準(zhǔn)等，這都是零點(diǎn)漂移現(xiàn)象出現(xiàn)于電子秤計(jì)量工作中的原因。
(2)計(jì)量檢定誤差。第一，傳感器稱重非線性變化。因電子秤具備極為復(fù)雜的稱重傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)，外界環(huán)境極易影響其準(zhǔn)確性，如溫差、物體沖擊力等，進(jìn)而使得非線性關(guān)系的出現(xiàn)，其是指稱重傳感器承受的負(fù)載能力和其相應(yīng)電壓輸出值間產(chǎn)生的關(guān)系，進(jìn)而對(duì)電子秤稱重傳感器計(jì)量檢定結(jié)果造成嚴(yán)重影響。
第二，稱重臺(tái)擦靠。擦靠是指稱重物體重量無(wú)法100%作用于電子秤傳感器，致使輸出信息值與實(shí)際值存在誤差。
(3)四角偏載誤差。電子秤傳感器靈敏度是造成四角偏載誤差的主要因素。依據(jù)正常思維分析，在托盤上防止需測(cè)量物體，一般不會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。但因電子秤自身材質(zhì)不同，如關(guān)鍵零部件(傳感器彈性、電位器電阻應(yīng)變計(jì))材質(zhì)不同，導(dǎo)致傳感器激勵(lì)電壓不穩(wěn)定，進(jìn)而影響信號(hào)輸出的質(zhì)量。
四、電子秤計(jì)量誤差改善措施
(1)提高傳感器質(zhì)量。傳感器是影響電子秤計(jì)量準(zhǔn)確值的主要原因。為提高傳感器質(zhì)量，必須滿足以下條件：(1)傳感器自身滿足電子秤機(jī)械傳力結(jié)構(gòu)傳力特點(diǎn)，并和市場(chǎng)傳感器相關(guān)技術(shù)指標(biāo)相符;(2)因激勵(lì)電壓存在于電子秤傳感器內(nèi)，應(yīng)確保其始終處于穩(wěn)定狀態(tài)。并確保傳感器本身負(fù)荷與需測(cè)物重量存在正比例關(guān)系。
(2)加強(qiáng)檢定器具的檢測(cè)。嚴(yán)格執(zhí)法為檢驗(yàn)部門的工作宗旨。為降低電子秤誤差，要求計(jì)量安全技術(shù)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)定期對(duì)計(jì)量器具進(jìn)行檢定、維護(hù)，由本質(zhì)上提升計(jì)量結(jié)果的準(zhǔn)確性、可靠性。計(jì)量器具如不符合相關(guān)規(guī)定，則不能用于產(chǎn)品計(jì)量。同時(shí)，如砝碼產(chǎn)生老化、損壞現(xiàn)象，則需嚴(yán)格部門相關(guān)規(guī)定進(jìn)行處理，如器具更新、銷毀等，以此提高量值的精度及信息傳遞的真實(shí)性。
(3)偏載誤差調(diào)整。作為貿(mào)易結(jié)算計(jì)量器具，電子秤需進(jìn)行定期檢定。在檢定過(guò)程中，偏載誤差為電子秤計(jì)量誤差的主要類型，為確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，可選取角差調(diào)整程序自動(dòng)調(diào)整，選取合理壓角方式，在所有承重點(diǎn)傳感器位置充分了解的情況，設(shè)定參數(shù)。按照儀表提示，通過(guò)恒定物調(diào)整壓角。因該方式儀表無(wú)法對(duì)示值進(jìn)行顯示，需先將設(shè)定參數(shù)退出，才能確定偏載誤差。
五、結(jié)語(yǔ)
綜上所述，伴隨經(jīng)濟(jì)全球化的不斷深化，我國(guó)衡器計(jì)量技術(shù)也得到了極大的發(fā)展。電子秤作為衡器的一種主要形式，在計(jì)量檢定過(guò)程中，因外在因素、人為因素往往會(huì)存在相應(yīng)誤差，為將該誤差降至允許誤差范圍內(nèi)，要求相關(guān)部門必須重視電子秤計(jì)量誤差分析與控制。為此，本文在充分了解電子秤工作原理的基礎(chǔ)上，對(duì)其計(jì)量檢定方式與存在誤差的原因進(jìn)行了分析，并以此選取行之有效的措施加以解決，為推動(dòng)衡器計(jì)量事業(yè)發(fā)展提供了強(qiáng)有力的支撐。
參考文獻(xiàn)：
[1]唐立軍，滕召勝，陳良柱，劉海倉(cāng).電子秤傾角自動(dòng)檢測(cè)與稱量誤差補(bǔ)償方法研究[J].電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào)，2011(01).
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