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關(guān)于減少電子秤誤差的方法探討

電子秤不僅在商貿(mào)計(jì)量中使用十分普及，而且隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，越來(lái)越多的用于生產(chǎn)過(guò)程中，本文主要對(duì)電子秤誤差來(lái)源進(jìn)行分析，希望為提高電子秤的檢定調(diào)試效率，并對(duì)使用電子秤的用戶(hù)有所幫助"電子秤的誤差是對(duì)稱(chēng)量結(jié)果準(zhǔn)確度的定量描述。電子秤在應(yīng)用中經(jīng)常會(huì)遇到誤差問(wèn)題，這不僅影響電子秤使用結(jié)果的可靠性，也會(huì)不同程度損害電子秤使用者的利益。
1.前言
電子秤是稱(chēng)重臺(tái)將物體重力傳遞至稱(chēng)重傳感器，使傳感器彈性體發(fā)生變形，在激勵(lì)電壓作用下輸出電壓信號(hào)，經(jīng)線(xiàn)性放大器將信號(hào)放大，然后轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，由微處理器對(duì)質(zhì)量信號(hào)進(jìn)行處理后直接照示質(zhì)量值。此外，根據(jù)電子衡器是利用物體在重力作用下彈性體產(chǎn)生變形來(lái)測(cè)定重力的量值的原理，稱(chēng)重的結(jié)果反映了一定質(zhì)量的物體所受重力的大小，因此各地重力加速度值不同，也會(huì)使同一臺(tái)秤在兩地之間的示值不同引起誤差。
2.誤差的來(lái)源及對(duì)策
2.1四角偏載誤差
偏載測(cè)試要求電子秤在加載以后，被測(cè)重物在秤臺(tái)上位置的變化不應(yīng)引起稱(chēng)重測(cè)量結(jié)果的變化。因此，四角偏載誤差來(lái)源于稱(chēng)重傳感器的靈敏度。由于電子秤稱(chēng)重傳感器的彈性體和電阻應(yīng)變計(jì)等關(guān)鍵材料的差異，以及制造工藝方面還不完善，每個(gè)稱(chēng)重傳感器的絕對(duì)靈敏度就有所不同，造成相同的激勵(lì)電壓，而各稱(chēng)重傳感器的信號(hào)輸出不一樣，產(chǎn)生四角偏載誤差。為了減小四角偏載誤差，電子秤在每個(gè)傳感器的支路連接有電位器，可以通過(guò)調(diào)整阻值，利用不同電阻的分壓不同，平衡各支路的信號(hào)輸出。
2.2稱(chēng)量誤差
傳感器稱(chēng)量的線(xiàn)性變化、零點(diǎn)漂移和稱(chēng)重臺(tái)擦靠都是造成稱(chēng)量誤差的直接原因。
傳感器稱(chēng)量線(xiàn)性變化。由于溫差、沖擊力、浮塵等的影響，傳感器承受載荷與其相應(yīng)輸出電壓之間并非成直線(xiàn)關(guān)系，使電子秤傳感器的稱(chēng)量線(xiàn)性發(fā)生較大的變化。有時(shí)部分稱(chēng)量點(diǎn)的誤差較大，進(jìn)行稱(chēng)量的線(xiàn)性校準(zhǔn)，即分段校準(zhǔn)電子秤的稱(chēng)量，稱(chēng)量的相對(duì)誤差將大大減小。
零點(diǎn)漂移。電子秤在使用過(guò)程中受到大小不同且多次往復(fù)沖擊載荷的影響，傳感器的受力情況非常復(fù)雜，最終導(dǎo)致傳感器的觸點(diǎn)發(fā)生改變，使檢定時(shí)的原始狀態(tài)產(chǎn)生了變化，造成零點(diǎn)漂移，產(chǎn)生誤差。
2.3鑒別力誤差
鑒別力反映電子秤對(duì)載荷微小變化的反應(yīng)能力，鑒別力測(cè)試的目的是檢驗(yàn)秤體結(jié)構(gòu)的連接和摩擦，因此機(jī)械連接中的摩擦和應(yīng)力是鑒別力誤差的主要來(lái)源。此外，因?yàn)殍b別力針對(duì)的是微小變化，所以稱(chēng)重傳感器和稱(chēng)重儀表的分辨力對(duì)鑒別力誤差也影響較大。
2.4重復(fù)性誤差
重復(fù)性誤差在相同負(fù)荷和相同環(huán)境條件下，連續(xù)數(shù)次進(jìn)程試驗(yàn)所得的稱(chēng)重傳感器輸出讀數(shù)之間的差值。它是由一些比較固定的因素影響而產(chǎn)生的，除了稱(chēng)重測(cè)量時(shí)的溫度、濕度、風(fēng)力、重力場(chǎng)等環(huán)境條件變化所引起的重復(fù)性誤差外，主要有電子秤傳感器側(cè)向力和傳感器條件不滿(mǎn)足時(shí)引起的重復(fù)性誤差。
電子秤傳感器側(cè)向力引起的重復(fù)陛誤差由于受現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的限制，容易造成負(fù)載接受器上下移位，致使稱(chēng)重臺(tái)對(duì)稱(chēng)重傳感器作用力不垂直。傳感器所受側(cè)向力是由秤體傳力機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和制造誤差引起，具體體現(xiàn)在各傳感器上下安裝基面本身及其之間的水平度、秤體的整體剛度及相關(guān)的局部剛度等方面產(chǎn)生的重復(fù)性誤差。
角差引起的重復(fù)性誤差電子秤稱(chēng)重時(shí)傳感器的信號(hào)是通過(guò)接線(xiàn)盒傳輸給稱(chēng)重顯示儀表，如果傳感器的某些參數(shù)不一致或接線(xiàn)盒中電位器調(diào)整不平衡都會(huì)引起電子秤的角差，此時(shí)重物在稱(chēng)重臺(tái)的不同位置就會(huì)產(chǎn)生重復(fù)性誤差。
2.5重力加速度引起的誤差
電子秤測(cè)量的不準(zhǔn)確除了與上述的誤差有關(guān)外，重力加速度也會(huì)對(duì)測(cè)量的準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響，根據(jù)力學(xué)原理可把稱(chēng)重分為利用力的動(dòng)力效應(yīng)稱(chēng)重和利用力的靜力效應(yīng)稱(chēng)重。重力加速度變化對(duì)稱(chēng)量結(jié)果影響的處理方法:①利用電子衡器本身設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行重力補(bǔ)償，如某衡器廠(chǎng)生產(chǎn)的ACS系列電子計(jì)價(jià)秤可以直接輸入使用地的重力加速度，由單片機(jī)自動(dòng)處理后進(jìn)行異地校準(zhǔn)。②利用電子衡器本身設(shè)置一組二進(jìn)數(shù)開(kāi) 關(guān)，通過(guò)改變開(kāi)關(guān)的狀態(tài)來(lái)改變放大倍數(shù)，對(duì)重力加速度變化帶來(lái)的誤差進(jìn)行修正，也可用電位器進(jìn)行調(diào)整。③生產(chǎn)廠(chǎng) 家可以根據(jù)本地與電子秤使用地之間重力加速度的差值進(jìn) 行折算。
3.減少誤差的方法
3.1電子秤傳感器技術(shù)指標(biāo)的保證
電子秤傳感器技術(shù)指標(biāo)的保證，是由各項(xiàng)指標(biāo)的滿(mǎn)足來(lái)實(shí)現(xiàn)的。選擇指標(biāo)滿(mǎn)足技術(shù)要求的傳感器是保證電子秤質(zhì)量的關(guān)鍵，我們要求各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)滿(mǎn)足精準(zhǔn)度的要求。主要的傳感器指標(biāo)包括了線(xiàn)性度、蠕變、空載溫度系數(shù)、靈敏度系數(shù)等，我們要求每一個(gè)批量的傳感器在投入使用之前都要接受符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的抽樣檢查和高低溫試驗(yàn)檢查。只有通過(guò)質(zhì)量檢測(cè)的電子秤才能投入使用，未通過(guò)質(zhì)量檢測(cè)的只有在改進(jìn)后才能投入使用。
3.2電子秤電路的溫度系數(shù)的補(bǔ)償
電子秤的靈敏度溫度系數(shù)的主要影響因素是理論分析和實(shí)驗(yàn)證明輸入放大器的輸入電阻和反饋電阻的溫度系數(shù)是最主要的。一般情況下都會(huì)選擇溫度系數(shù)是的金屬膜電阻。我們要求生產(chǎn)的每一臺(tái)電子秤必須進(jìn)行高溫測(cè)試，我們要對(duì)不符合溫度要求的和溫度系數(shù)過(guò)低的金屬膜電阻進(jìn)行適當(dāng) 的補(bǔ)償。
3.3電子秤的非線(xiàn)性補(bǔ)償
電子秤經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量和施加在電子秤上的重量呈現(xiàn)線(xiàn)性關(guān)系。因此我們?cè)谏a(chǎn)的過(guò)程中進(jìn)行準(zhǔn)確度的標(biāo)定時(shí)，要使用內(nèi)部的計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行單點(diǎn)的校正。但是，我們?cè)谶M(jìn)行校正時(shí)是通過(guò)理想的直線(xiàn)計(jì)算出來(lái)的數(shù)值，這種數(shù)值與實(shí)際的數(shù)值之間會(huì)存在一定的誤差，這是因?yàn)榘凑绽硐胫本€(xiàn)計(jì)算出的數(shù)字與重量的斜率后存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中使沒(méi)有辦法對(duì)傳感器和積分器、產(chǎn)生的非線(xiàn)性誤差是無(wú)法得到克服的。
4.結(jié)論
綜上所述，造成電子秤出現(xiàn)誤差的原因是多種多樣的，因此在尋找電子秤的問(wèn)題源頭時(shí)就比較的復(fù)雜，主要的誤差原因有幾個(gè)，我們對(duì)這幾個(gè)出現(xiàn)誤差的原因進(jìn)行了一系列的分析后發(fā)現(xiàn)，為了減少電子秤的誤差，最好的辦法是，選擇精度較高的電子秤，但是通常這類(lèi)的電子秤價(jià)格會(huì)比一般的電子秤的價(jià)格高出一些，除此之外，我們?cè)陔娮映拥膫鞲衅骷夹g(shù)保證、電子秤的電力溫度系數(shù)補(bǔ)償以及電子秤的非線(xiàn)性補(bǔ)償這三個(gè)方面來(lái)進(jìn)行了措施研宄。在對(duì)這三個(gè)方面的研宄取得一定的效果的時(shí)候，電子秤的數(shù)值精準(zhǔn)與計(jì)量穩(wěn)定的目標(biāo)就會(huì)實(shí)現(xiàn)了.

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