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計(jì)量論壇

標(biāo)題: 電子衡器偏載校準(zhǔn)方法的分析 [打印本頁]

作者: aux8180 時(shí)間: 2009-5-16 19:57
標(biāo)題: 電子衡器偏載校準(zhǔn)方法的分析
電子衡器偏載校準(zhǔn)方法的分析

李戎楊青鋒

一、單只傳感器的電子衡器
采用單只稱重傳感器的電子衡器很多，不是所有的都需要校準(zhǔn)。是否進(jìn)行偏載校準(zhǔn)主要取決于受力點(diǎn)等幾個(gè)因素。通常需要調(diào)整的有電子計(jì)價(jià)秤、電子計(jì)重秤、電子臺秤等。這些類型衡器產(chǎn)生偏載的原因是由于稱重傳感器中應(yīng)變計(jì)粘貼位置的偏差導(dǎo)致形變量不一致造成的。一般采用修正傳感器孔邊緣尺寸進(jìn)行偏載校準(zhǔn)。各角對應(yīng)的修正孔邊緣位置如圖1所示。

圖1 各角對應(yīng)的修正孔邊緣位置示意圖

用銼刀銼顯示值偏小的對應(yīng)孔彈性體，減小彈性體截面積，改變應(yīng)變力使顯示值增大。根據(jù)允許誤差的范圍使各角誤差達(dá)到要求，最后再進(jìn)行量程標(biāo)定。切記，此方法只能使顯示值增大而無法減小，以防校準(zhǔn)過頭。

二、多只傳感器的電子衡器
多只傳感器的電子衡器主要以電子汽車衡、電子地上衡為主，造成偏載的原因是由于傳感器輸出靈敏度和輸出阻抗的比值不一致。實(shí)際最近國外稱重傳感器制造商在技術(shù)參數(shù)中增加了一個(gè)參量:電流校準(zhǔn)值，其英文為current calibration，記為(mV/V)/Ω。它的定義是:靈敏度輸出與輸出阻抗之比。其量綱為電流，所以稱為電流校準(zhǔn)，該值在參量中記為≤0.05%。
由上可得出一個(gè)結(jié)論:新參量的提出解決了傳感器并聯(lián)使用時(shí)偏載校準(zhǔn)的難題。
多只傳感器并聯(lián)使用的衡器，偏載校準(zhǔn)采用電壓調(diào)節(jié)(俗稱“調(diào)壓、調(diào)供橋”等)和電流調(diào)節(jié)(俗稱“調(diào)信號”)。
1.電壓調(diào)節(jié)(見圖2)

圖2 電壓調(diào)節(jié)示意圖

電壓調(diào)節(jié)是通過串聯(lián)在電源激勵(lì)電壓與傳感器電橋電路中的電阻或電位器，達(dá)到改變傳感器的輸出電壓的目的。在偏載校準(zhǔn)時(shí)通過這樣的調(diào)節(jié)可使衡器達(dá)到使用要求。這種調(diào)節(jié)方式一般采用1只50Ω或2只25Ω的精密電位器調(diào)節(jié)。特點(diǎn)在于調(diào)節(jié)范圍大，但容易將機(jī)械安裝方面的誤差引入整個(gè)系統(tǒng)，所以建議非專業(yè)技術(shù)人員勿使用該調(diào)節(jié)方式。
2.電流調(diào)節(jié)(見圖3)

圖3 電流調(diào)節(jié)示意圖

電流調(diào)節(jié)是通過跨接在電橋輸出端的電位器，達(dá)到調(diào)節(jié)電橋輸出的分流電流的目的，進(jìn)而同樣使偏載得以校準(zhǔn)。圖3中，R為隔離電阻，目的在于減少傳感器輸出阻抗不等對傳感器輸出的影響，其值一般取2.5kΩ左右；Rf為防短路電阻，其值一般取10kΩ；W為可調(diào)精密電位器，其值一般取200kΩ。這種調(diào)節(jié)方式特點(diǎn)在于傳感器參數(shù)一致性要求較高，調(diào)節(jié)范圍適中，因而通常被廣泛采用。
結(jié)合兩種偏載校準(zhǔn)的調(diào)節(jié)方式，再聯(lián)系國外引入的新參量(電流校準(zhǔn))，發(fā)現(xiàn)這個(gè)新參量實(shí)際就是針對偏載校準(zhǔn)引入的。另外，衡器的相鄰承重點(diǎn)在加載砝碼后偏載調(diào)整時(shí)相互影響，調(diào)整時(shí)要做到左右兼顧。這里有個(gè)經(jīng)驗(yàn)值供大家參考，截面相鄰點(diǎn)影響為調(diào)整量的35%～45%，縱面相鄰點(diǎn)影響約為調(diào)整量的20%～30%，主要取決于跨度。

三、多只數(shù)字式傳感器的電子衡器
由數(shù)字式傳感器組成的電子衡器在偏載的調(diào)整上與模擬式傳感器完全不同。數(shù)字式傳感器雖說保證了輸出參數(shù)的一致性，但在實(shí)際應(yīng)用過程中也存在偏載調(diào)試的可能性，就目前國內(nèi)市場來講主要有兩種調(diào)節(jié)方式:自動(dòng)校準(zhǔn)、手動(dòng)校準(zhǔn)。
1.自動(dòng)校準(zhǔn)
由數(shù)字式傳感器組成的電子衡器是通過地址來確定傳感器的，在稱重儀表或數(shù)字稱重軟件中根據(jù)提示用恒定載荷進(jìn)行壓角調(diào)整，自動(dòng)對偏載誤差進(jìn)行修正，完成偏載校準(zhǔn)。
2.手動(dòng)校準(zhǔn)
由于目前自動(dòng)校準(zhǔn)技術(shù)不完美，手動(dòng)校準(zhǔn)還被廣泛采用，或在自動(dòng)校準(zhǔn)后再采用手動(dòng)校準(zhǔn)。手動(dòng)校準(zhǔn)主要依靠地址查找傳感器，通過修改修正系數(shù)來完成偏載校準(zhǔn)，在實(shí)際應(yīng)用過程中已體現(xiàn)出它的精準(zhǔn)程度和便捷性。
綜上所述，偏載校準(zhǔn)在衡器檢定中是很重要的，這里只能從理論上給予分析，目的在于拋磚引玉，像影響偏載的因素還有諸如基礎(chǔ)施工、機(jī)械安裝、承載器設(shè)計(jì)等。另外，國外同行引入的新參量電流校準(zhǔn)也值得進(jìn)一步分析、思考和應(yīng)用。
作者單位【李戎陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院、楊青鋒寧波圣諾傳感器有限公司】

作者: jerb 時(shí)間: 2009-5-22 22:51
感謝，非常有用！有一點(diǎn)不太明白，還想請教一下，單只傳感器的電子衡器中各角對應(yīng)的修正孔邊緣位置如何確定？比如面對正方形的計(jì)價(jià)秤正面，“1”角是指稱重臺的左上角嗎？如果是圓形的呢，“1”角是指稱重盤的左邊嗎？

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