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一、概述
稱重儀表作為電子衡器的重要組成部分已廣泛應(yīng)用于我國的各行各業(yè)，作為電子衡器的大腦部件，其產(chǎn)品質(zhì)量和準(zhǔn)確性、可靠性已被越來越引起重視，國家相關(guān)部門也加大了管理力度。
由于稱重儀表的特殊性，采用了一些比如六線制、比例式電壓測量、零點跟蹤等的特殊技術(shù),大大降低了稱重儀表的成本，提高了稱重儀表的精度，進而大幅度提高了衡器精度。
在產(chǎn)品生產(chǎn)檢驗過程中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)年輕的技術(shù)人員對稱重儀表的輸入信號的理解不是很準(zhǔn)確，造成一些測量誤差或錯誤，本文就稱重儀表的模擬輸入信號和產(chǎn)品檢測中對模擬傳感器的要求進行討論，供商討。
二、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)概況
我國關(guān)于稱重顯示器的國家標(biāo)準(zhǔn)最早是由濟南金鐘電子衡器股份有限公司的前身濟南衡器廠于1987起草的GB7724-87毓重顯示控制器技術(shù)條件》，到1999年，濟南金鐘電子衡器股份有限公司根據(jù)。IMLR76-1《非自動衡器》（1992年版）對GB7724-1987《稱重顯示控制器技術(shù)條件》進行了修訂，形成了國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T7724-1999《稱重顯示控制器》，該標(biāo)準(zhǔn)等效采用了0IMLR76-1《非自動衡器》中對電子衡器的稱重顯示控制器的技術(shù)要求和計量要求，又于2008年根據(jù)OIMLR76-1《非自動衡器》（2006年版）對GB/T7724-1999《稱重顯示控制器》進行了修訂，形成了國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T7724-2008《電子稱重儀表），這是目前執(zhí)行的版本。
OIMLR76國際建議中關(guān)于稱重儀表模塊試驗的內(nèi)容很少，只是基本的計量要求和技術(shù)要求，國家標(biāo)準(zhǔn)中對稱重儀表的檢測也提出了一些基本原則和要求，JJG649-1990徳字稱重顯示器（試行）檢定規(guī)程》由于歷史原因也沒有進行及時修訂，同時與標(biāo)準(zhǔn)也不相符，造成執(zhí)行的困難，至今沒有形成一個權(quán)威和正式的檢測規(guī)范，這樣對各級計量檢測管理部門和企業(yè)對稱重儀表的檢測造成了不少麻煩和困難，沒有一個統(tǒng)一的檢測規(guī)范，易產(chǎn)生糾紛，目前在國際上比較權(quán)威的關(guān)于稱重儀表的檢測僅可以參考WELMEC歐洲法制計量協(xié)定2001年8月出版的《稱重顯示器試驗指南》（非自動衡器）。在此也呼吁國家有關(guān)部門盡快制訂出適合我國的稱重儀表檢測的指南（規(guī)范），以方便計量檢測機構(gòu)和企業(yè)執(zhí)行。
三、關(guān)于稱重儀表輸入信號情況
査閱大量的產(chǎn)品資料、說明書以及一些標(biāo)準(zhǔn)，對稱重儀表的輸入信號或信號范圍的描述單位基本都是mV,儀表的靈敏度單位都是卬V/d。
（一）在GB/T7724-1999《稱重顯示控制器》國家標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定的最高輸入靈敏度的單位就是"/d。
（二）在GBfT7724-2008《稱重儀表）國家標(biāo)準(zhǔn)中，3.2.1實際分度值以質(zhì)量單位表示的兩個相鄰示值的差值。在本標(biāo)準(zhǔn)中，也表示稱重儀表每實際分度值對應(yīng)的輸入信號電壓。
（三）在GB/T14250-2008《衡器術(shù)語》6.4.2稱重指示器每個檢定分度值的最小輸入電壓中，每個檢定分度值的信號Au按如下方法計算：
Au=C/Eg•Ug•R/N•e
其中：C——稱重傳感器額定輸岀
Eg—稱重傳感器最大秤量
U—稱重傳感器激勵電壓
R——載荷傳遞裝置縮比
N——稱重傳感器數(shù)量

e——衡器檢定分度值
（四）在GB仃14250-2008《衡器術(shù)語》6.11輸入電壓信號范圍是測量范圍信號電壓與靜載荷信號電壓之和。
（五）WELMEC2.1《稱重顯示器試驗指南（非自動衡器）》中關(guān)于最小檢定分度值要求制造廠家應(yīng)規(guī)定檢定分度值VSI的最小值，這個值用I1V/VSI給出。
（六）在JJG649-1990黴字稱重顯示器（試行）檢定規(guī)程）中15.1條規(guī)定采用直流標(biāo)準(zhǔn)電壓源、電位差計或?qū)Ｓ眯盘柲M器作為檢定顯示器的標(biāo)準(zhǔn)器。
從以上標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品說明書等資料似乎可以得出這樣的結(jié)論，即稱重儀表的輸入信號是電壓，只要保證了輸入電壓準(zhǔn)確就能保證儀表準(zhǔn)確，就可以用電壓來檢測儀表，與檢測直流數(shù)字電壓表似乎有相同之處。
以上結(jié)論是否正確，我們進行一些分析。
四、關(guān)于稱重傳感器的信號輸出
稱重儀表接收的是稱重傳感器給出的信號，且主要是指電阻應(yīng)變式稱重傳感器，稱重傳感器的輸出是以稱重傳感器的輸出靈敏度表示，主流是2mV/V或3mV/V,指標(biāo)稱值。
在GB仃5603-1985《負(fù)荷傳感器名詞術(shù)語》中第32條靈敏度的定義是輸出增量與所加的負(fù)荷增量之比，又稱傳感器系數(shù)。［注：應(yīng)變式傳感器通常用每輸入IV電壓時額定輸出的mV（或jiV）數(shù)表示（mV/V）。］
在GB仃7551-2008《稱重傳感器》中3.4.13條靈敏度定義為稱重傳感器響應(yīng)（輸出）的變化與相應(yīng)激勵（施加的載荷）的變化之比。
在GBfT14250-2008《衡器術(shù)語》中6.4.1條稱重傳感器額定輸岀是指稱重傳感器在額定載荷下響應(yīng)（輸出）的變化對相應(yīng)的激勵變化的比。
從以上標(biāo)準(zhǔn)可以看出，關(guān)于稱重傳感器的輸出名稱不完全相同，定義也不易理解，現(xiàn)在關(guān)于稱重傳感器輸出比較常用的名詞是靈敏度，對于額定載荷10t,靈敏度是2mV/V的稱重傳感器，比較通俗的理解就是當(dāng)稱重傳感器承受10t的額定載荷時，在稱重傳感器施加IV的激勵電壓，則稱重傳感器的輸出是2mV,若施加10V的激勵電壓，則稱重傳感器的輸出是20mV,以此類推；同理,當(dāng)此傳感器施加5t的載荷時，在稱重傳感器施加IV的激勵電壓，則稱重傳感器的輸岀是ImV。
從以上分析可以看出，稱重傳感器的根本輸出單位是mV/V,而不是mV,這也是稱重傳感器不同于其他一些傳感器的參數(shù)之一。
五、關(guān)于傳感器模擬器
為了方便檢測稱重儀表，各標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定可以使用傳感器模擬器對儀表進行檢測，同時提出了對模擬器的基本要求。
在GB/T7724-2008《電子稱重儀表》國家標(biāo)準(zhǔn)中3.4條傳感器模擬器的定義是模擬稱重傳感器標(biāo)準(zhǔn)的輸出信號的一種裝置，可用來檢驗稱重儀表的某些計量特性。模擬應(yīng)變式稱重傳感器的傳感器模擬器，其輸出電壓應(yīng)等于激勵電壓（V）與給定的傳感器輸出（mV/V）的乘積。模擬數(shù)字稱重傳感器的數(shù)字傳感器模擬器可按給定重量值輸出相應(yīng)的數(shù)字信號。
在7.3.1.7條傳感器模擬器中規(guī)定“模擬器應(yīng)按ETU激勵電壓校準(zhǔn)（AC激勵電壓也就是AC校準(zhǔn)）。校準(zhǔn)后量程的準(zhǔn)確度誤差應(yīng)小于0.1%”。
在WELMEC2.1《稱重顯示器試驗指南（非自動衡器）》4.6條模擬器規(guī)定“模擬器應(yīng)適合于檢測顯示器。模擬器應(yīng)進行顯示器激勵電壓校準(zhǔn)（AC激勵電壓也就是AC校準(zhǔn)）。
從以上標(biāo)準(zhǔn)可以看出，稱重傳感器的模擬器輸出（靈敏度）必須是與稱重傳感器的輸出形式相同，其單位也應(yīng)是mV/V,且應(yīng)滿足稱重儀表的要求并適合用于檢測稱重儀表。
因此，直接采用直流標(biāo)準(zhǔn)電壓源作為稱重傳感器的信號源是不合適的。
六、稱重儀表輸入信號分析
稱重儀表的信號來源是稱重傳感器，因此稱重儀表必須滿足稱重傳感器的要求，稱重儀表與稱重傳感器的連接線至少4根且有激勵，而電壓表只需要2根線，沒有激勵，這就是稱重儀表與直流電壓表輸入的不同之處。
借用WELMEC2.1《稱重顯示器試驗指南（非自動衡器）》中的例子，傳感器的靈敏感為2mWV;激勵電壓為10V；傳感器加載范圍是最大量程的30%；檢定分度數(shù)為6000VSI；則通過公式計算（2\mVIV}-10[V]-30%）/6000VSI=1fiV/VSI可得每檢定分度的電壓值為IfiV（即IfiV/VSI）,也可以說稱重儀表的靈敏度是WV/d。
知道或廠家提供了儀表的靈敏度，簡單地通過檢測稱重儀表的準(zhǔn)確度呢？非也，除非能保證稱重儀表的激勵電壓為標(biāo)準(zhǔn)10V。
對于用于檢測儀表的標(biāo)準(zhǔn)器使用的模擬器的輸岀靈敏度可以是一個標(biāo)準(zhǔn)信號（例2mV/V）,但是稱重儀表輸出的激勵電壓卻不是一個標(biāo)準(zhǔn)值，以上例子中的激勵電壓10V,可以是一個標(biāo)稱值，但實際是有偏差的，每塊儀表可能都不相同，可能是9.9V,也可能是9.8V,它是不一樣的，有偏差的，激勵電壓不同，計算得到的儀表靈敏度就不同（指以jxV/d為單位而言），這可能也是標(biāo)準(zhǔn)中所說的“模擬器應(yīng)進行顯示器激勵電壓校準(zhǔn)”的原因。
如果我們改變一下例子中的計算公式，改為2\mV/V]-30%）/6000VSI=0.1fiV/V/VSI,即變?yōu)槊總€檢定分度值的輸入信號是0.1jiV/V,而不是輸入電壓1|jlV,這樣可以去掉稱重儀表激勵電壓不同的影響。
在一個衡器系統(tǒng)中，保持系統(tǒng)精度的信號單位應(yīng)是mV7V,而不是mV,也就是說對已標(biāo)定后的儀表來說，只要保證稱重儀表輸入信號的準(zhǔn)確，不管儀表激勵電壓是否變化，都可保證衡器的準(zhǔn)確，這也是稱重儀表與電壓表的差異和不同。
在2010年01期《衡器》發(fā)表的《一種免加載校準(zhǔn)方法》中所使用的原則也是這個道理，這也是為什么要同時測量模擬器的激勵電壓和輸出，從而保證輸入儀表信號以mV/V為單位的一致，從而保證系統(tǒng)精度的原因，這也與稱重傳感器的輸出靈敏度的單位一致。
因此，在衡器系統(tǒng)中，關(guān)于稱重儀表的輸入以輸入信號表示要比輸入信號電壓合適，表示單位以mV7V表7K比mV合適，稱重儀表的最高靈敏度以單位piV/V/VSI表示比以單位J1V/VSI表示更貼切。
從以上分析可以看出，稱重儀表的檢測或標(biāo)準(zhǔn)中，自然不自然地、或多或少地受到了直流電壓表的標(biāo)準(zhǔn)和檢測規(guī)范的影響。
七、結(jié)束語
通過以上分析，可以得出稱重儀表的真正輸入信號單位是mV/V,而不是輸入信號電壓（單位mV）,因此在有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中稱輸入信號比稱輸入信號電壓要合適、貼切，不易引起誤解。同時，國內(nèi)還沒有一部與時俱進的可行的關(guān)于稱重儀表檢測的規(guī)范或規(guī)程，建議國家相關(guān)部門盡快制訂，以利稱重儀表的健康發(fā)展。不當(dāng)之處請批評指正。

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