電子衡器偏載校準方法的分析

電子衡器偏載校準方法的分析

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。是否進行偏載校準主要取決于受力點等幾個因素。通常需要調整的有電子計價秤、電子計重秤、電子臺秤等。這些類型衡器產生偏載的原因是由于稱重傳感器中應變計粘貼位置的偏差導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行偏載校準。各角對應的修正孔邊緣位置如圖1所示。
   

    圖1  各角對應的修正孔邊緣位置示意圖

    用銼刀銼顯示值偏小的對應孔彈性體，減小彈性體截面積，改變應變力使顯示值增大。根據允許誤差的范圍使各角誤差達到要求，最后再進行量程標定。切記，此方法只能使顯示值增大而無法減小，以防校準過頭。
   
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。實際最近國外稱重傳感器制造商在技術參數中增加了一個參量:電流校準值，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，該值在參量中記為≤0.05%。
    由上可得出一個結論:新參量的提出解決了傳感器并聯使用時偏載校準的難題。
    多只傳感器并聯使用的衡器，偏載校準采用電壓調節(俗稱“調壓、調供橋”等)和電流調節(俗稱“調信號”)。
    1.電壓調節(見圖2)
   

    圖2  電壓調節示意圖

    電壓調節是通過串聯在電源激勵電壓與傳感器電橋電路中的電阻或電位器，達到改變傳感器的輸出電壓的目的。在偏載校準時通過這樣的調節可使衡器達到使用要求。這種調節方式一般采用1只50Ω或2只25Ω的精密電位器調節。特點在于調節范圍大，但容易將機械安裝方面的誤差引入整個系統，所以建議非專業技術人員勿使用該調節方式。
    2.電流調節(見圖3)
   

    圖3  電流調節示意圖

    電流調節是通過跨接在電橋輸出端的電位器，達到調節電橋輸出的分流電流的目的，進而同樣使偏載得以校準。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為可調精密電位器，其值一般取200kΩ。這種調節方式特點在于傳感器參數一致性要求較高，調節范圍適中，因而通常被廣泛采用。
    結合兩種偏載校準的調節方式，再聯系國外引入的新參量(電流校準)，發現這個新參量實際就是針對偏載校準引入的。另外，衡器的相鄰承重點在加載砝碼后偏載調整時相互影響，調整時要做到左右兼顧。這里有個經驗值供大家參考，截面相鄰點影響為調整量的35%～45%，縱面相鄰點影響約為調整量的20%～30%，主要取決于跨度。
   
三、多只數字式傳感器的電子衡器
    由數字式傳感器組成的電子衡器在偏載的調整上與模擬式傳感器完全不同。數字式傳感器雖說保證了輸出參數的一致性，但在實際應用過程中也存在偏載調試的可能性，就目前國內市場來講主要有兩種調節方式:自動校準、手動校準。
    1.自動校準
    由數字式傳感器組成的電子衡器是通過地址來確定傳感器的，在稱重儀表或數字稱重軟件中根據提示用恒定載荷進行壓角調整，自動對偏載誤差進行修正，完成偏載校準。
    2.手動校準
    由于目前自動校準技術不完美，手動校準還被廣泛采用，或在自動校準后再采用手動校準。手動校準主要依靠地址查找傳感器，通過修改修正系數來完成偏載校準，在實際應用過程中已體現出它的精準程度和便捷性。
    綜上所述，偏載校準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施工、機械安裝、承載器設計等。另外，國外同行引入的新參量電流校準也值得進一步分析、思考和應用。
    作者單位【李戎  陜西工業職業技術學院、楊青鋒  寧波圣諾傳感器有限公司】

感謝，非常有用！有一點不太明白，還想請教一下，單只傳感器的電子衡器中各角對應的修正孔邊緣位置如何確定？比如面對正方形的計價秤正面，“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？