高精度電子臺(tái)秤的選型和推廣技術(shù)研究方法 通過運(yùn)用測(cè)量要求導(dǎo)出計(jì)量要求，對(duì)電子臺(tái)秤計(jì)量技術(shù)參數(shù)的綜合分析，研究了如何根據(jù)實(shí)際情況確定合適的電子臺(tái)秤型號(hào)，并結(jié)合在實(shí)際中的應(yīng)用，對(duì)不同精度電子臺(tái)秤對(duì)相同物料的稱重?cái)?shù)據(jù)綜合分析，體現(xiàn)了高精度電子臺(tái)秤的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和帶來的經(jīng)濟(jì)效益，本文起到逐步將高精度電子臺(tái)秤在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用的導(dǎo)向作用。 一、前言 隨著稱重技術(shù)的不斷發(fā)展，電子臺(tái)秤的應(yīng)用已經(jīng)普及到生活、生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，電子臺(tái)秤已經(jīng)取代了過去的機(jī)械化臺(tái)秤，由稱重電子傳感器取代機(jī)械化結(jié)構(gòu)，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、穩(wěn)定的稱重結(jié)果，操作也更加簡(jiǎn)單便利。由于實(shí)際情況的不同，電子臺(tái)秤的選型成為了一個(gè)新的課題，尤其在對(duì)內(nèi)、外貿(mào)易中，選用電子臺(tái)秤精度的高低直接影響到產(chǎn)品重量的多少，直接關(guān)系到企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益。 二、電子臺(tái)秤稱重傳感器的工作原理 稱重傳感器是一種將質(zhì)量信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y(cè)量的電信號(hào)輸出的裝置。稱重傳感器按轉(zhuǎn)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(dòng)式、陀螺儀式、電陰應(yīng)變式等 8類，其中以電阻應(yīng)變式使用zui廣。 電阻應(yīng)變式稱重傳感器是基于這樣一個(gè)原理：彈性體（彈性元件，敏感梁）在外力作用下產(chǎn)生彈性變形，使粘貼在他表面的電阻應(yīng)變片（轉(zhuǎn)換元件）也隨同產(chǎn)生變形，電阻應(yīng)變片變形后，它的阻值將發(fā)生變化（增大或減小），再經(jīng)相應(yīng)的測(cè)量電路把這一電阻變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)（電壓或電流），從而完成了將外力變換為電信號(hào)的過程。 使用傳感器要考慮傳感器所處的實(shí)際工作環(huán)境，這點(diǎn)對(duì)正確選用稱重傳感器至關(guān)重要，它關(guān)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(gè)電子臺(tái)秤的可靠性和安全性。 影響電子臺(tái)秤穩(wěn)定的兩個(gè)重要因素：一是空氣的流動(dòng)（風(fēng)力），二是振動(dòng)。其中，風(fēng)力的影響zui大，且無(wú)法用技術(shù)手段進(jìn)行有效控制；對(duì)于振動(dòng)的影響，各電子臺(tái)秤生產(chǎn)廠家在顯示儀表中加有防振動(dòng)電路，控制由輕微振動(dòng)帶來的影響。另外，精度越高的電子臺(tái)秤對(duì)環(huán)境的要求越高，要按照實(shí)際工作環(huán)境選用合適的電子臺(tái)秤，如果配備了精度過高的電子臺(tái)秤，環(huán)境達(dá)不到要求，電子臺(tái)秤也不能正常的工作。 三、高精度電子臺(tái)秤的選型 1.計(jì)量要求的導(dǎo)出 為了更加直觀的說明計(jì)量要求的導(dǎo)出和電子臺(tái)秤計(jì)量技術(shù)參數(shù)的選擇，假定測(cè)量要求為：被測(cè)物體重量（以單件鉬產(chǎn)品為參考物體）為M0，M0=1000kg，測(cè)量 zui大允許誤差不超過被測(cè)物體重量的0.2%,即δMAX=±（0.2%×1000）kg=±2kg。測(cè)量要求取決于被測(cè)量物體的計(jì)量特性，zui大允許誤差是根據(jù)被測(cè)物體的價(jià)值決 定的，一般來說，被測(cè)物體的價(jià)值越高測(cè)量zui大允許誤差越小（參考物體為鉬產(chǎn)品，它的zui大允許誤差為單件鉬產(chǎn)品重量的0.2%）。 根據(jù)測(cè)量要求導(dǎo)出計(jì)量要求： （ 1）測(cè)量范圍ξ的導(dǎo)出。一般要求被測(cè)參數(shù)的值要落在測(cè)量設(shè)備有效量程的三分之二以上，測(cè)量范圍zui小也不能小于被測(cè)參數(shù)值加上被測(cè)參數(shù)規(guī)定的zui大誤差的值。因此得到： M0+︱δ max︱≤ξ≤2/3×M0 1000kg+︱± 2kg︱≤ξ≤3/2×1000kg即 1002kg≤ξ≤1500kg 測(cè)量范圍在 1002kg與1500kg 之間。 （ 2）允許誤差δ的導(dǎo)出。在導(dǎo)出前我們引入過程（測(cè)量）能力指數(shù)的概念，CP為測(cè)量能力指數(shù)，是指測(cè)量滿足技術(shù)要求的能力 T為公差， T=允許zui大值（ TU） -允許zui小值(TL) B為測(cè)量能力，總體標(biāo)準(zhǔn)差的6倍B=6δ 表1 CP的范圍 | 測(cè)量能力的描述 | 建議 | CP＞1.67 | 測(cè)量能力過于充裕 | 可考慮降低成本，放寬管理。 | 1.33＜CP≤1.67 | 測(cè)量能力充裕 | 對(duì)重要測(cè)量過程適用 | 1＜CP≤1.33 | 測(cè)量能力恰當(dāng) | 對(duì)一般測(cè)量過程適用 | 0.67＜CP≤1 | 測(cè)量能力不足 | 可考慮增加投入，提高測(cè)量能力 | CP≤0.67 | 測(cè)量能力嚴(yán)重不足 | 立即查找原因，采取措施。 |
為了測(cè)量能力能夠滿足，我們?nèi)?/span>CP＞ 1，具體導(dǎo) 出方法如下: 因此，當(dāng)導(dǎo)出的允許誤差不大于± 0.67kg，測(cè)量訥訥里滿足。 表2 測(cè)量要求 | 計(jì)量要求 | 測(cè)量范圍 | 允許誤差 | 測(cè)量范圍 | 允許誤差 | 1000KG | ±2KG | 1002-1500KG | 小于±0.67KG |
2. 電子臺(tái)秤計(jì)量技術(shù)參數(shù)的選擇 根據(jù)導(dǎo)出的計(jì)量要求，計(jì)算推導(dǎo)電子臺(tái)秤的計(jì)量技術(shù)參數(shù)，電子臺(tái)秤的等級(jí)為Ⅲ級(jí)，假定所選擇的電子臺(tái)秤的測(cè)量范圍為ξ 0，zui大允許誤差為δ 0，分度數(shù)為d，分辨率為e，分辨率是顯示裝置能有效辨別的zui小的示值差，即zui小刻度。根據(jù) 1002kg≤ξ≤1500kg，電子臺(tái)秤的測(cè)量范圍ξ0可以在 1002kg與1500kg之間選取，ξ0的取值不*，我們?nèi)≈行闹?/span>ξ0=（ 1002+1500） kg/2≈1200kg 分辨率等于測(cè)量范圍除以分度數(shù)， III級(jí)電子臺(tái)秤 zui大允許誤差δ 0以檢定分度值e 表示，見表3. 表3 zui大允許誤差δ 0 | III級(jí)電子臺(tái)秤分度數(shù)d | ±1.0e | 0≤d≤500 | ±2.0e | 500＜d≤2000 | ±3.0e | 2000＜d≤10000 |
根據(jù)計(jì)量要求的允許誤差小于±0.67kg，所選電子臺(tái)秤的zui大允許小于± 0.67kg，即︱δ0︱＜0.67KG,高精度電子臺(tái)秤分度數(shù)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(tái)秤的分辨率大于等于0.12kg小于0.22kg，e的取值不*，分辨率的選取直接影響到所選電子臺(tái)秤允許誤差的大小，這里要充分考慮到電子臺(tái)秤的實(shí)際工作環(huán)境，如果工作環(huán)境許可，可以選擇e的下限，如果工作環(huán)境較差，就要選擇靠近e的上限。根據(jù)實(shí)際工作環(huán)境（鉬產(chǎn)品出廠環(huán)境），取 e=0.2kg=200g，分別得出 zui后，得到所選電子臺(tái)秤的計(jì)量技術(shù)參數(shù)，見表4。 表4 III級(jí)高精度電子臺(tái)秤技術(shù)參數(shù) | 測(cè)量范圍 | 允許誤差 | 分辨率 | 分辨數(shù) | 1200KG | ±0.6kg | 0.2kg | 6000 |
3.高精度電子臺(tái)秤的對(duì)比應(yīng)用 在實(shí)際中的稱重測(cè)量中，高精度電子臺(tái)秤比一般電子臺(tái)秤具有較大的優(yōu)勢(shì)，通過簡(jiǎn)單的對(duì)比試驗(yàn)來說明。 表5 III級(jí)一般電子臺(tái)秤技術(shù)參數(shù) | 測(cè)量范圍 | 允許誤差 | 分辨率 | 分辨數(shù) | 2000kg | ±2kg | 1kg | 2000 |
選取表4的高精度電子臺(tái)秤和表5的一般電子臺(tái)秤，參考物體還是鉬產(chǎn)品，在同一環(huán)境下，先將鉬產(chǎn)品先放置在一般電子臺(tái)秤上進(jìn)行稱重包裝，包裝后測(cè)得產(chǎn)品重量為1000.0kg，再逐件放置到高精度衡器上進(jìn)行稱重，得到對(duì)比試驗(yàn)數(shù)據(jù)。根據(jù)對(duì)比試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)高精度電子臺(tái)秤的稱量數(shù)據(jù)進(jìn)行匯集，建立直方圖，見圖1。 可以看出，圖形成正態(tài)分布，高精度電子臺(tái)秤稱量得到的平均重量為 1000.4kg，平均每噸鉬產(chǎn)品高精度電子臺(tái)秤與一般電子臺(tái)秤的對(duì)比測(cè)量差為0.40kg。若產(chǎn)品出售，損害的是生產(chǎn)單位的利益。 四、總結(jié) 本文通過實(shí)例，對(duì)高精度電子臺(tái)秤的選型進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，形成了一套從計(jì)量要求的導(dǎo)出到高精度電子臺(tái)秤計(jì)量技術(shù)參數(shù)選擇的科學(xué)可行的方法，為現(xiàn)實(shí)中電子臺(tái)秤的選型提供了參考；通過對(duì)比試驗(yàn)可以看出，高精度電子臺(tái)秤的使用，在滿足顧客計(jì)量需求的同時(shí)，zui大限度的維護(hù)了生產(chǎn)單位的經(jīng)濟(jì)利益，同時(shí)，避免了因計(jì)量不準(zhǔn)確造成的顧客投訴，具有推廣應(yīng)用價(jià)值。 以上內(nèi)容來自上海偉酷電子臺(tái)秤有限公司，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。 |
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