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地磅稱量誤差分析

隨著進出廠地磅與廠內中轉地磅計量能源物資數量的明顯增加，電子地磅稱量誤差是否滿足法制計量的要求，直接關系著廠物資計量數據的準確性，并且在一定程度上影響著客戶對該廠計量管理水平的滿意度。本文基于地磅偏載誤差、稱量誤差、鑒別力誤差以及重復性誤差開展研究分析，進而有秩序的開展地磅日常調試維護檢定工作，保證地磅計量的準確性與可靠性。
地磅的組成復雜，包括秤臺，稱重傳感器、接線盒、稱重顯示控制儀表等，其主要基于重力作用對秤臺上的載重汽車進行稱量，當載重汽車置于秤臺上時，稱重傳感器接收到來自秤臺的重力傳遞后發生形變，使得應變計橋路失去平衡并輸出電信號，電信號被線性放大器放大后，經由 A/D 轉換為數字信號，CPU 對質量信號進行規范化處理后直接顯示出載重汽車的質量值，傳遞給計算機管理系統，以便于后續處理。在地磅應用中，一旦稱量存在誤差，會直接影響物資計量數據的精準度。因此加大力度對地磅稱量進行誤差分析是非常必要的。
1.偏載誤差
偏載測試是地磅稱量中的重要內容，通過對地磅 N 個傳感器施加砝碼，確保其均勻分布于承載起整個區域，不可重疊放置或超出界限，以免影響偏載測試效果。偏載測試下，其被測重物在秤臺上位置變化所引起的誤差應當不超出稱量的最大允許誤差。偏載測試中，受到稱重傳感器靈敏度等因素的影響，導致偏載誤差出現。而在稱重傳感器彈性體與電阻應變計等關鍵材料性能的影響下，稱重傳感器的實際靈敏度往往也存在一定差異，甚至對相同荷載下的輸出信號產生影響，導致出現誤差。
為有效降低偏載誤差，可以對地磅進行妥善處理，將有電位器連接至不同傳感器支路，適當陶正電阻值，在不同電阻的分壓條件下，保證不同支路信號輸出的穩定性和平衡性。現代社會科學技術不斷完善，數字式地磅在偏載誤差的調整上更具便捷性和高效性，以數字式稱量儀表為基本平臺，通過軟件參數對數字傳感器輸出 A/D 值進行自動補償，從而對由于傳感器輸出不同所導致的偏載誤差進行準確修正。
2.稱量誤差
在地磅稱量過程中，由于傳感器稱量存在一定的線性變化、零點漂移和稱重臺傳力失真等因素，導致地磅存在稱量誤差，以下開展具體分析。
2.1線性變化。
就地磅稱量的具體情況來看，稱重傳感器輸出信號與其所承受的載荷之間存在密切聯系，而傳感器承受荷載與其相應輸出電壓之間的關系也具有一定特殊性，隨著載荷施加力量的不斷加大并超出一定范圍時，地磅稱重傳感器的稱量線性則會發生較為明顯的變化。由于地磅稱重傳感器輸出信號與其所承受荷載在理論上呈線性關系，而其與相應輸出電壓之間為非直線關系，此種情況下，應當就部分稱量點誤差較大的問題開展有針對性的分析，通過對分段校準秤量程的合理應用，對傳感器的非線性輸出所導致的稱重誤差進行科學化控制，最好是能夠消除此類稱重誤差，以保證地磅稱量的準確性和可靠性。在地磅檢定過程中，最小秤量、50%最大秤量、最大秤量、最大允許誤差改變秤量這五個點為基準點，其示值誤差為基值誤差，實際誤差大小應當滿足地磅檢定規程中關于秤量點最大允許誤差的相關標準，從而保證電子汽車衡稱量的準確度。
2.2零點漂移。
在地磅秤量過程中，長時間受到沖擊荷載的影響，使得傳感器的空載輸出信號發生一定程度變化，尤其是沖擊荷載具有一定不確定性，大小不同且多次往復，此種情況下勢必會導致傳感器空載輸出信號發生明顯變化，最終形成零點漂移而對地磅稱量準確度產生影響，導致稱量誤差出現。
2.3秤臺傳力失真。
地磅一般包含 2~3 個稱重臺，在地磅稱量過程中，稱重臺面相互摩擦或者稱重臺面與秤臺限位出現摩擦，往往會對被測物體的質量產生一定影響，使得被測物體質量無法得到準確傳遞，稱重傳感器所獲取的信息不準確，導致秤臺傳力失真，最終出現稱量示值誤差。
3 .鑒別力誤差
鑒別力反映秤對微小載荷的反應能力，鑒別力測試的目的是檢驗秤體結構的連接和摩擦，因此機械連接中的摩擦和應力是鑒別力誤差的主要來源。當然，稱重傳感器的分辨力和顯示儀表的分辨力也會影響到鑒別力。在對汽車衡檢定時，需在最小秤量、50%最大秤量和最大秤量進行鑒別力測試。方法是在承載器上加放一定量的砝碼和 10 個 0.1d 的小砝碼，數字示值為 I；然后依次取下小砝碼，直到示值明顯地減少一個分度，即（I-d）；再放上一個 0.1d 的小砝碼，最后再輕緩地放上 1.4d 的小砝碼，此時示值應為 I+d，則該汽車衡的鑒別力測試合格。
4.重復性誤差
重復性誤差在相同負荷和相同環境條件下，連續多次稱量所得結果的一致程度。地磅在重復性測試時，需對 50%最大秤量、接近最大秤量兩組進行測試，每組至少重復 3 次，每次測試及任意兩次示值之差不得大于該秤量允許誤差的絕對值。重復性測試時周圍的溫度、濕度、風力、震動等外部環境條件變化會引起重復性誤差外，傳感器本身的性能和秤臺的安裝水平、秤臺的機械傳力等方面是引起重復性誤差主要方面。
4.1秤臺本身引起重復性誤差。
秤體傳力機構的設計和制造誤差，具體體現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的局部剛度差異，容易造成承重臺面上下移位，致使稱重臺對稱重傳感器作用力不垂直，致使相同的載荷也會引起較大重復性誤差。
4.2傳感器性能不滿足時引起的重復性誤差。
地磅稱量時，稱重傳感器參數的一致性（靈敏度）、傳感器的激勵電壓等，都要滿足一定的條件，才能保證稱重測量結果的準確性。
4.3角差引起的重復性誤差。
地磅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不一致或接線盒中電位器調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生重復性誤差。
5.結論
總而言之，地磅稱重誤差的存在，往往會給廠物資計量數據的準確性產生影響，極易導致客戶對該廠計量管理水平的滿意度不足，從而影響廠的綜合效益。通過地磅稱重誤差分析可知，在實際稱重過程中，稱重傳感器自身性能、秤臺安裝質量、秤臺機械傳力裝置以及稱重儀表穩定性等，都是影響地磅稱重的重要因素，一旦掌握不到位，勢必會導致電子汽車衡稱重誤差出現。因此在未來工作中，應當準確把握地磅稱重誤差，以切實做好地磅日常檢定與維護工作，保證地磅的準確性和可靠性。

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