电子汽车衡称量物资计量论文

1引言

电子汽车衡主要由秤台、6个～8个称重传感器、接线盒以及称重显示控制仪表等组成。电子汽车衡的工作原理是载重汽车置于秤台上，在重力作用下，秤台将重力传递给称重传感器，使称重传感器的弹性体产生形变，粘贴在弹性体应变梁上的应变计桥路失去平衡，输出与质量值成正比的电信号，经线性放大器将信号放大，然后经过A/D转换为数字信号，由微处理器（CPU）对质量信号进行处理后直接显示质量值，并将称重数据传送给计算机管理系统进行处理。电子汽车衡的误差大小是对汽车衡物资计量结果准确度高低的定量描述。对电子汽车衡计量性能分析，了解其误差来源，有助于更好进行日常维护和周期检定工作。根据下面JJG539-1997《数字指示秤》检定规程对电子汽车衡检定项目和方法的要求，从偏载测试、物资计量测试、鉴别力及重复性等方面进行误差分析。

2偏载误差

偏载测试，对于有N个传感器组成的电子汽车衡，在每个传感器上施加的砝码约等于最大秤量1/（N-1），将砝码放在每个传感器的上方，所占面积约等于承载器的1/N。使用质量大的砝码要比许多小砝码的组合效果好。加放砝码时候，应将其均匀地分布在承载器的整个区域，避免不必要的叠放，也不可超出界线。偏载测试误差要求被测重物在秤台上位置的变化所引起的误差应不大于该秤量的最大允许误差。偏载误差主要来源于称重传感器的灵敏度的差异，由于电子秤称重传感器的弹性体和电阻应变计等关键材料的差异，每个称重传感器的灵敏度不是完全一致，会影响各称重传感器在相同的载荷下的输出信号会出现偏差，产生偏载误差。为了减小偏载误差，模拟式电子汽车衡在每个传感器的支路连接有电位器，可以通过调整阻值，利用不同电阻的分压不同，平衡各支路的信号输出。而现在的数字式汽车衡调整偏载误差则更加快捷，直接在数字式物资计量仪表上面通过软件参数自动补偿每个数字传感器输出的A/D值，达到修正每个传感器输出不同引起的偏载误差。

3物资计量误差

电子汽车衡的物资计量误差主要由传感器物资计量的线性变化、零点漂移和承重台传力的失真等方面引起。

3.1传感器物资计量线性变化

称重传感器输出的信号理论上与所承受的载荷呈线性关系。实际上，由于温差、冲击力、传感器本身制造工艺等的影响，传感器承受载荷与其相应输出电压之间并非成直线关系，当施加载荷的力超过一定范围时，称重传感器的物资计量线性会发生较大的变化。因此针对部分物资计量点的误差较大，可采用分段校准秤的量程，从而大大降低或消除传感器的非线性输出而引起的称重误差，提高物资计量的准确性。在电子汽车衡实际检定过程中，规程规定物资计量测试过程中须包含最小秤量、50%最大秤量、最大秤量、以及最大允许误差改变的秤量（中准确度等级为500e、2000e）共5个点，这5个点的示值误差也叫基值误差，并要求其误差大小在规程规定的各自秤量点的最大允许误差内。

3.2零点漂移

电子秤在使用过程中长时间受到大小不同且多次往复冲击载荷的影响，导致传感器的空载输出信号（即零位输出信号）发生变化，与初始检定时候比较产生了变化，造成零点漂移，从而产生了称重误差。

3.3秤台传力失真

当前本厂采用的汽车衡都有2个～3个承重台面组成，承重台面之间的相互靠擦，以及承重台面跟秤台限位的冲撞摩擦，都可能影响到被测物体的质量完整地传递给称重传感器，从而可能会造成小物资计量时准确，而到一定量程后会出现较大的示值误差。

4鉴别力误差

鉴别力反映秤对微小载荷的反应能力，鉴别力测试的目的是检验秤体结构的连接和摩擦，因此机械连接中的摩擦和应力是鉴别力误差的主要来源。当然，称重传感器的分辨力和显示仪表的分辨力也会影响到鉴别力。在对汽车衡检定时，需在最小秤量、50%最大秤量和最大秤量进行鉴别力测试。方法是在承载器上加放一定量的砝码和10个0.1d的小砝码，数字示值为I；然后依次取下小砝码，直到示值明显地减少一个分度，即（I-d）；再放上一个0.1d的小砝码，最后再轻缓地放上1.4d的小砝码，此时示值应为I+d，则该汽车衡的鉴别力测试合格。

5重复性误差

重复性误差在相同负荷和相同环境条件下，连续多次物资计量所得结果的一致程度。汽车衡在重复性测试时，需对50%最大秤量、接近最大秤量两组进行测试，每组至少重复3次，每次测试及任意两次示值之差不得大于该秤量允许误差的绝对值。重复性测试时周围的温度、湿度、风力、震动等外部环境条件变化会引起重复性误差外，传感器本身的性能和秤台的安装水平、秤台的机械传力等方面是引起重复性误差主要方面。

5.1秤台本身引起重复性误差

秤体传力机构的设计和制造误差，具体体现在各传感器上下安装基面本身及其之间的水平度、秤体的整体刚度及相关的局部刚度差异，容易造成承重台面上下移位，致使称重台对称重传感器作用力不垂直，致使相同的载荷也会引起较大重复性误差。

5.2传感器性能不满足时引起的重复性误差

汽车衡物资计量时，称重传感器参数的一致性（灵敏度）、传感器的激励电压等，都要满足一定的条件，才能保证称重测量结果的准确性。5.3角差引起的重复性误差汽车衡称重时传感器的信号是通过接线盒传输给称重显示仪表，如果传感器的某些参数不一致或接线盒中电位器调整不平衡都会引起电子秤的角差，此时重物在称重台的不同位置就会产生重复性误差。

6结论

通过对电子汽车衡称重误差的分析，让我们进一步了解到称重传感器自身的性能、秤台安装的质量，秤台之间的摩擦、秤台机械传力装置和秤台限位装置、称重仪表的灵敏度和稳定性都会影响电子汽车衡的物资计量误差。通过对称重误差的了解，也将给我们的实际工作带来很大的帮助，方便了汽车衡日常的调试维护检定等工作，从而保证电子汽车衡计量的准确、可靠。

作者:冯伟宏朱少萍单位:广东韶钢松山股份有限公司