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電子衡器稱重傳感器載荷分配的調(diào)整,按影響衡器的計量性能和其他性能。本文介紹了電子衡器采用支承安裝、并聯(lián)使用多個稱重傳感器載荷分配的調(diào)整。電子衡器大多數(shù)使用多個電阻應(yīng)變式稱重傳感器,安裝形式有支承式(壓式)和吊掛式(拉式)兩種,通常采用支承式安裝。

稱重傳感器使用時,應(yīng)按選擇原則正確選擇其結(jié)構(gòu)形式、計量特性等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),達(dá)到最佳性能價格比要求。衡器安裝后還要進(jìn)行分部調(diào)整和隨機調(diào)整,其中主要工作之一就是對多個稱重傳感器進(jìn)行載荷分配的調(diào)整,即通常所說進(jìn)行傳感器受力一致性調(diào)整。由于電子衡器使用多個傳感器,串聯(lián)、串并聯(lián)輸出方式實際已不再應(yīng)用。本文用支承安裝、并聯(lián)使用的多個電阻應(yīng)變稱重傳感器為例,介紹載荷分配的檢查調(diào)整方法、吊掛式安裝的稱重傳感器載荷分配的調(diào)整也可參考。

1　稱重傳感器載荷分配調(diào)整的依據(jù)和前提條件電子衡器是通過稱重傳感器將質(zhì)量(重量)轉(zhuǎn)換成電量的一種質(zhì)量(重量)測量方法。

電子衡器對所有使用稱重傳感器的基本要求是:輸出電量信號和輸入質(zhì)量(重量)信號單值線性對應(yīng);有符合要求的準(zhǔn)確度和較高的靈敏度;有較好的頻率響應(yīng)特性和較小的惰性;對被稱物狀態(tài)影響小;能在較差的環(huán)境條件下工作;穩(wěn)定性、可靠性好、壽命長。電子衡器的多個稱重傳感器載荷分配的調(diào)整,即通過調(diào)整傳感器受力一致性,減少秤臺多支點平衡“靜不定”的問題影響,保證秤臺支承的穩(wěn)定性,從而保證秤臺重心不承重力而偏移,達(dá)到保證衡器的準(zhǔn)確度和有關(guān)計量性能要求。

稱重傳感器載荷調(diào)整的前提條件:主要是對衡器各部件的安裝質(zhì)量進(jìn)行檢查調(diào)整,達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、檢定規(guī)程、施工圖等技術(shù)文件規(guī)定的技術(shù)要求,把并提出必要的部件及特性要求。對新安裝的衡器,各部件應(yīng)進(jìn)行全面檢查。

1.11　秤臺的結(jié)構(gòu)

秤臺除滿足計量性能和使用要求外,應(yīng)具有秤臺結(jié)構(gòu)的對稱性、自重分布的均勻性。

1.12　稱重儀表系統(tǒng)

稱重儀表系統(tǒng)按要求技術(shù)指標(biāo)測試合格。

1.13　稱重傳感器的選擇及連接

稱重傳感器的選擇除滿足衡器要求的性能指標(biāo)外,應(yīng)盡量選擇使用輸出靈敏度及輸入阻抗一致性的傳感器,并在接線補償盒中正確連接。接線補償盒應(yīng)可能安裝在計量室內(nèi)稱重儀表附近。

1.14　稱重傳感器輸出靈敏度在補償

稱重傳感器在制造時已進(jìn)行了多種補償,其中包括輸出靈敏度補償。但在電子衡器使用的多個傳感器中,每個傳感器的輸出靈敏度不可能完全相等,在供橋電壓相等時,將會產(chǎn)生不可忽視的稱重誤差。因此,每個傳感器的實際供橋電壓根據(jù)其靈敏度不同而有差異,即需要再使用時進(jìn)行輸出靈敏度補償。

多個傳感器并聯(lián)輸出,通常使用一個供橋電源。對傳感器進(jìn)行靈敏度再補償時,實際供橋電壓的選擇方法是:設(shè)多個傳感器中,第i個傳感器的靈敏度Si最小,取其供橋電壓Ui符合給定的范圍,則靈敏度為Si的第j個傳感器的實際供橋電壓Uj由下式確定:Uj=(Si/Sj)×Ui

通常是通過調(diào)節(jié)接線補償盒中對稱串聯(lián)在傳感器輸入回路的電位器來實現(xiàn)。

1.15　消除或減少傳感器輸送電纜及各種干擾因素的影響

傳感器輸入電纜及各種干擾因素產(chǎn)生的虛假信號,影響載荷分配調(diào)整的正確性,必須采取措施消除減小。為了避免輸送電纜的影響,電纜的質(zhì)量、長度及布線均有要求;電纜質(zhì)量好,線間絕緣電阻>10MΩ,傳感器有較高的對地絕緣電阻,傳感器和供橋電源對地絕緣電阻之和>200MΩ;電纜阻值、溫度系數(shù)、分布電容等直線、交流參數(shù)相同;標(biāo)定(檢定)與使用電纜長度一致,并要求所用傳感器電纜固定長度相等,當(dāng)實際使用中電纜不夠長時,續(xù)接就應(yīng)采用與傳感器一致的電纜,采用焊接,不能用插頭座形式連接,焊接處應(yīng)采取防護(hù)措施;布線正確,避免電纜干擾影響;電纜有屏蔽層并正確采用屏蔽接地技術(shù)。達(dá)到屏蔽效果;采用比率測量長線補償技術(shù),尤其是電纜較長時很有必要,等等。

1.16　傳感器支承高度調(diào)整裝置

除采用墊板有級調(diào)高裝置外,最好有雙面調(diào)整專用墊板等無級調(diào)高裝置,或微調(diào)裝置。如果沒有無級調(diào)高裝置,可被薄墊板。無級調(diào)高裝置初始安裝時高度應(yīng)放置在正負(fù)可調(diào)高范圍的零位處。

1.17　秤臺安裝的初始水平度、標(biāo)高及相關(guān)尺寸是一個重要因素,用以判斷秤臺及傳感器的安裝情況不僅要達(dá)到技術(shù)文件規(guī)定的技術(shù)狀態(tài)要求,而且直接影響載荷在傳感器上的分配。

2　稱重傳感器載荷分配的檢查調(diào)整

在稱重傳感器載荷分配調(diào)整的前提條件下,進(jìn)行載荷分配的檢查調(diào)整。

2.11　傳感器空載時的輸出值(零點輸出)

由于傳感器標(biāo)定(檢定)時的供橋電壓Uj可能與使用的供橋電壓U不一致,并且又經(jīng)過輸出靈敏度再補償,確定了實際供橋電壓Ui。因此,可以根據(jù)傳感器標(biāo)定(檢定)時的空載輸出值Eoib計算實際供橋電壓是的空載輸出值Eoi。

Eoi=(Ui/Uj)×Eoib

傳感器空載時的輸出值也可進(jìn)行現(xiàn)場實測;用千斤頂抬秤臺,用稱之以百貨高精度數(shù)字電壓表在接線補償盒中測量各傳感器空載時的輸出值Eoi。筆者認(rèn)為,實測方法更準(zhǔn)確、實用。

2.12　傳感器在秤臺自重作用下的輸出值

檢查各傳感器在秤臺自重作用下的輸出值Eoi,并計算輸出增加值△Eoi。

△Eoi=Eoi-Eoib

為調(diào)整方便,還應(yīng)計標(biāo)出增加值的平均值△Ei?！鱁i=Σ△Eoi/n

(n—電子衡器實用傳感器的數(shù)量)

2.13　傳感器載荷分配的調(diào)整

據(jù)文獻(xiàn)介紹,在秤臺自重的作用下,按調(diào)整方法“逐個調(diào)整電子秤各支承點,使在傳感器上的載荷至少有20%的示值”。文獻(xiàn)中指出,使用四個傳感器時“四個傳感器的輸出電壓應(yīng)基本相同,各自為(秤臺)自重的1/4左右”。我們通過實踐認(rèn)為,在秤臺自重作用下,傳感器輸出增加值與輸出平均增加值的相對誤差在±5%～±10%為宜,且衡器準(zhǔn)確度越高,調(diào)整應(yīng)更精心細(xì)致。

將各傳感器在秤臺自重作用下的輸出增加值進(jìn)行比較,如果其傳感器的輸出增加值與平均增加值和相對誤差小于要求值,或輸出增加值遠(yuǎn)小于平均值甚至無輸出增加值時,則用該傳感器的無級調(diào)高裝置進(jìn)行調(diào)整,或用千斤頂抬起秤臺,用薄墊板進(jìn)行調(diào)整,抬高傳感器支承高度;如果某傳感器的輸出增加值與品均值的相對誤差大于要求值,或輸出增加值遠(yuǎn)大于平均值時,則用該傳感器的無級調(diào)高裝置進(jìn)行調(diào)整,減低傳感器支承高度;抬高和降低傳感器的支承高度這兩種方法也可同時使用。當(dāng)秤臺自重較輕或調(diào)整要求更高時,還可以進(jìn)行加載調(diào)整或校核。若使用n個傳感器,則用約等于1/n最大稱量的標(biāo)準(zhǔn)砝碼置于秤臺中間,進(jìn)行調(diào)整或校核。加載調(diào)整或校核時,要求所加載在秤臺上具有幾何位置的對稱性,以保證傳感器分配的均勻性。

以上檢查調(diào)整過程中可能需要反復(fù)進(jìn)行,直到符合載荷分配一致性要求。用無級調(diào)高裝置或薄墊板進(jìn)行傳感器載荷分配的調(diào)整,一般情況下秤臺高度變化微小,通常不超過1mm,不會使秤臺標(biāo)高超差。

 

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