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電子秤的工作原理:電子秤是利用物體在重力作用下彈性體產(chǎn)生變形來測定重力的量值。電子秤主要由稱重臺、稱重傳感器、接線盒、屏蔽信號電纜和稱重顯示儀表組成。其過程是:將被稱量的物體置于稱重臺上,由于受到重力的作用,稱重臺將會受到力的作用而發(fā)生彈性形變,發(fā)生形變的傳感器彈性體將產(chǎn)生激勵電壓,此電壓值是與物體的重量成正比的,最后通過放大電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,并由顯示器顯示出來。

電子秤的誤差是對稱量結(jié)果準(zhǔn)確度的定量描述。電子秤在應(yīng)用中經(jīng)常會遇到誤差問題。這不僅影響電子秤使用的可靠性,也會不同程度損害電子秤使用者的利益。研究電子秤的誤差來源是研究電子秤的一個重要問題。對電子秤的稱量性能進(jìn)行分析,掌握其誤差來源有助于提高電子秤檢定工作的質(zhì)量和效率。

電子秤誤差的來源可分為測量裝置，環(huán)境，方法及人員誤差，可將其分為系統(tǒng)，隨機(jī)，粗大誤差，有些誤差可以被消除，有些誤差不能被消除。

電子秤的誤差也來源于這幾方面，即使操作正確，也不能達(dá)到完全的正確值，而且，用電子秤進(jìn)行檢測，其檢測結(jié)果之間也有差異。誤差的來源:通過對電子秤的原理分析發(fā)現(xiàn),其不同的組成部分會產(chǎn)生出不同的誤差來,下面介紹四種主要誤差的來源:

(1)稱量誤差:傳感器稱量的線性變化、零點(diǎn)漂移和稱重臺擦靠都是造成稱量誤差的直接原因。傳感器稱量線性變化。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關(guān)系,使電子秤傳感器的稱量線性發(fā)生較大的變化。有時部分稱量點(diǎn)的誤差較大,進(jìn)行稱量的線性校準(zhǔn),即分段校準(zhǔn)電子秤的稱量,稱量的相對誤差將大大減小。零點(diǎn)漂移。電子秤在使用過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,使檢定時的原始狀態(tài)產(chǎn)生了變化,造成零點(diǎn)漂移,產(chǎn)生誤差。!擦靠。擦靠影響力的傳遞,這樣加載時的重量不能完全作用到稱重傳感器上,稱重傳感器的輸出信號自然偏小,此類情況,往往小稱量基本正常,加大負(fù)荷后,顯示值明顯減小。

(2)四角偏載誤差:偏載測試要求電子秤在加載以后,被測重物在秤臺上位置的變化不應(yīng)引起稱重測量結(jié)果的變化。因此,四角偏載誤差來源于稱重傳感器的靈敏度。由于電子秤稱重傳感器的彈性體和電阻應(yīng)變計等關(guān)鍵材料的差異,以及制造工藝方面還不完善,每個稱重傳感器的絕對靈敏度就有所不同,造成相同的激勵電壓,而各稱重傳感器的信號輸出不一樣,產(chǎn)生四角偏載誤差。為了減小四角偏載誤差,電子秤在每個傳感器的支路連接有電位器,可以通過調(diào)整阻值,利用不同電阻的分壓不同,平衡各支路的信號輸出。

(3)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,除了稱重測量時的溫度、濕度、風(fēng)力、重力場等環(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足時引起的重復(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)場環(huán)境的限制,容易造成負(fù)載接受器上下移位,致使稱重臺對稱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。傳感器條件不滿足時引起的重復(fù)性誤差電子秤稱重時,對秤體的機(jī)械傳力機(jī)構(gòu)的傳力特性、傳感器參數(shù)的一致性、傳感器的激勵電壓等,都要滿足一定的條件,秤體的傳力機(jī)構(gòu)應(yīng)保證傳感器所受載荷與被測重量成正比,才能保證稱重測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

角差引起的重復(fù)性誤差電子秤稱重時傳感器的信號是通過接線盒傳輸給稱重顯示儀表,如果傳感器的某些參數(shù)不一致或接線盒中電位器調(diào)整不平衡都會引起電子秤的角差,此時重物在稱重臺的不同位置就會產(chǎn)生重復(fù)性誤差。

(4)鑒別力誤差:鑒別力反映電子秤對載荷微小變化的反應(yīng)能力,鑒別力測試的目的是檢驗(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源。此外,因?yàn)殍b別力針對的是微小變化,所以稱重傳感器和稱重儀表的分辨力對鑒別力誤差也影響較大。此外還有一種重力加速度引起的誤差，本文就不詳細(xì)論述了。

對于以上所談的各種影響電子秤測量精度的因素,在其敘述過程中已經(jīng)給出了解決的措施了,在這里我想提出另外的提高電子秤性能的方法,就是利用更好的性能的單片機(jī)來改進(jìn)電子秤的性能。如我們可以采用某款單片機(jī),其內(nèi)部帶有8k字節(jié)的FLASHROM,而且低功耗,價格便宜,可以廣泛用于控制和測量系統(tǒng)中,測量模塊包括傳感器,信號采集和濾波電路,傳感器采用雙孔平行梁式力傳感器,其特點(diǎn)是無論安放在任何位置不會影響輸出值?？刂菩盘栍蓡纹瑱C(jī)發(fā)出,還可以通過固態(tài)繼電器消除控制對相對單片機(jī)的不良影響,具有反應(yīng)速度快,無觸點(diǎn)及使用壽命長的特點(diǎn)。顯示與輸入設(shè)備也可任意搭配選取,總之,采用具有更好的適應(yīng)性和控制性的智能芯片可以提高電子秤的測量準(zhǔn)確度。

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