衡器計量誤差分析與控制研究

衡器計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定物體質量的。衡器主要由承重系統(如秤盤)、傳力轉換系統(如杠桿傳力系統)和示值系統(如刻度盤)3部分組成。衡器按結構原理可分為機械秤、電子秤、機電結合秤三大類。

　　摘要：誤差分析是衡器計量工作的主要內容，本文以電子秤為例對其計量檢定過程中存在的誤差進行了分析，并在充分了解、掌握電子秤工作原理的前提下，對其計量檢定方式與誤差控制措施進行了探討。

　　關鍵詞：衡器計量;控制措施;電子秤;概況;計量方式;誤差原因

　　衡器是利用作用于所需測量物體重力來對該物體重量確定的計量器具。在衡器整個發展史中，其主要包括6大類型，電子衡器在第二次世界大戰后誕生，其構成部分為稱重顯示控制器、稱重傳感器與電器控制等。伴隨社會經濟發展速度的不斷提升及科學技術的不斷進步，電子衡器逐漸發展為小型化、模塊化、集成化、智能化。電子秤作為電子衡器的重要構成部分，在不斷提升其速率、準確性、穩定性與可靠性的同時，還會存在諸多誤差情況。為更好地提升計量檢定結果，必須重視電子秤計量誤差原因，并選取科學有效的措施，實現衡器計量工作目標。

　　一、電子秤的概況

　　作為衡器的重要組成部分，電子秤為集合現代傳感器技術、電子技術與計算機技術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變形，因變形貼在彈性體應變梁上的電阻應變計出現電阻變化，導致應變計無法平衡，使傳感器輸出與重量數值成比例的電信號，并利用接線盒、信號線向稱重儀表傳輸，通過線性放大，A/D轉換，以儀表微處理器(CPU)處理信號并進行重量值顯示。

　　二、電子秤計量方式

　　(1)使用儀器與器具：送外計量質量符合相關規定的砝碼。

　　(2)計量電子秤：第一，由砝碼內選取稱量點，其允許誤差值如附表所示。

　　第二，選取計量電子秤對被稱量點標準砝碼進行稱量，并進行數據記錄，隨后分別對比其與標準砝碼數據。

　　第三，分析差值是否在允許誤差以下，以此對需檢定電子秤的質量進行判斷。

　　三、電子秤計量誤差分析

　　伴隨計算機技術水平的不斷提升，原料計量、配比電子秤運用范圍越來越廣，精度要求也愈加嚴格。為提升電子秤計量精度，應認真分析計量過程，及時找出誤差，進而有效控制其質量，并將電子秤計量速度快、計量精度高及重復性良好等特點充分體現出來。目前，對稱量精度造成影響的主要原因包括：零點漂移、計量檢定、四角偏載等。

　　(1)零點漂移誤差。現階段計量過程中電子秤總會出現零點漂移誤差，該誤差對電子秤計量檢定準確度起到直接作用。具體應用中，電子秤可用于多種不同稱量重力的物體，進而使電子秤稱重傳感器受到負載力度反復多次影響，導致傳感器內部結構極為復雜，不能及時解決稱重物體重力快速變化產生的作用，該情況下將改變傳感器觸點，導致計量檢定過程中電子秤初始狀態發生改變、儀表指針歸位不準等，這都是零點漂移現象出現于電子秤計量工作中的原因。

　　(2)計量檢定誤差。第一，傳感器稱重非線性變化。因電子秤具備極為復雜的稱重傳感器內部結構，外界環境極易影響其準確性，如溫差、物體沖擊力等，進而使得非線性關系的出現，其是指稱重傳感器承受的負載能力和其相應電壓輸出值間產生的關系，進而對電子秤稱重傳感器計量檢定結果造成嚴重影響。

　　第二，稱重臺擦靠。擦靠是指稱重物體重量無法100%作用于電子秤傳感器，致使輸出信息值與實際值存在誤差。

　　(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。依據正常思維分析，在托盤上防止需測量物體，一般不會影響測量結果。但因電子秤自身材質不同，如關鍵零部件(傳感器彈性、電位器電阻應變計)材質不同，導致傳感器激勵電壓不穩定，進而影響信號輸出的質量。

　　四、電子秤計量誤差改善措施

　　(1)提高傳感器質量。傳感器是影響電子秤計量準確值的主要原因。為提高傳感器質量，必須滿足以下條件：(1)傳感器自身滿足電子秤機械傳力結構傳力特點，并和市場傳感器相關技術指標相符;(2)因激勵電壓存在于電子秤傳感器內，應確保其始終處于穩定狀態。并確保傳感器本身負荷與需測物重量存在正比例關系。

　　(2)加強檢定器具的檢測。嚴格執法為檢驗部門的工作宗旨。為降低電子秤誤差，要求計量安全技術檢驗機構定期對計量器具進行檢定、維護，由本質上提升計量結果的準確性、可靠性。計量器具如不符合相關規定，則不能用于產品計量。同時，如砝碼產生老化、損壞現象，則需嚴格部門相關規定進行處理，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性。

　　(3)偏載誤差調整。作為貿易結算計量器具，電子秤需進行定期檢定。在檢定過程中，偏載誤差為電子秤計量誤差的主要類型，為確保測量結果的準確性，可選取角差調整程序自動調整，選取合理壓角方式，在所有承重點傳感器位置充分了解的情況，設定參數。按照儀表提示，通過恒定物調整壓角。因該方式儀表無法對示值進行顯示，需先將設定參數退出，才能確定偏載誤差。

　　五、結語

　　綜上所述，伴隨經濟全球化的不斷深化，我國衡器計量技術也得到了極大的發展。電子秤作為衡器的一種主要形式，在計量檢定過程中，因外在因素、人為因素往往會存在相應誤差，為將該誤差降至允許誤差范圍內，要求相關部門必須重視電子秤計量誤差分析與控制。為此，本文在充分了解電子秤工作原理的基礎上，對其計量檢定方式與存在誤差的原因進行了分析，并以此選取行之有效的措施加以解決，為推動衡器計量事業發展提供了強有力的支撐。

　　參考文獻：

　　[1]唐立軍，滕召勝，陳良柱，劉海倉.電子秤傾角自動檢測與稱量誤差補償方法研究[J].電子測量與儀器學報，2011(01).

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