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高精度電子臺秤的選型和推廣技術研究方法
點擊次數:711 發布時間:2015-12-10

高精度電子臺秤的選型和推廣技術研究方法

通過運用測量要求導出計量要求,對電子臺秤計量技術參數的綜合分析,研究了如何根據實際情況確定合適的電子臺秤型號,并結合在實際中的應用,對不同精度電子臺秤對相同物料的稱重數據綜合分析,體現了高精度電子臺秤的技術優勢和帶來的經濟效益,本文起到逐步將高精度電子臺秤在生產中推廣應用的導向作用。

一、前言

隨著稱重技術的不斷發展,電子臺秤的應用已經普及到生活、生產的各個領域,電子臺秤已經取代了過去的機械化臺秤,由稱重電子傳感器取代機械化結構,避免了稱重過程中人為的因素和繁瑣的操作過程,帶來了更加、穩定的稱重結果,操作也更加簡單便利。由于實際情況的不同,電子臺秤的選型成為了一個新的課題,尤其在對內、外貿易中,選用電子臺秤精度的高低直接影響到產品重量的多少,直接關系到企業的經濟利益。

二、電子臺秤稱重傳感器的工作原理

稱重傳感器是一種將質量信號轉變為可測量的電信號輸出的裝置。稱重傳感器按轉換方法一般分為光電式、液壓式、電磁力式、電容式、磁極變形式、振動式、陀螺儀式、電陰應變式等 8類,其中以電阻應變式使用zui廣。

電阻應變式稱重傳感器是基于這樣一個原理:彈性體(彈性元件,敏感梁)在外力作用下產生彈性變形,使粘貼在他表面的電阻應變片(轉換元件)也隨同產生變形,電阻應變片變形后,它的阻值將發生變化(增大或減小),再經相應的測量電路把這一電阻變化轉換為電信號(電壓或電流),從而完成了將外力變換為電信號的過程。

使用傳感器要考慮傳感器所處的實際工作環境,這點對正確選用稱重傳感器至關重要,它關系到傳感器能否正常工作以及它的安全和使用壽命,乃至整個電子臺秤的可靠性和安全性。

影響電子臺秤穩定的兩個重要因素:一是空氣的流動(風力),二是振動。其中,風力的影響zui大,且無法用技術手段進行有效控制;對于振動的影響,各電子臺秤生產廠家在顯示儀表中加有防振動電路,控制由輕微振動帶來的影響。另外,精度越高的電子臺秤對環境的要求越高,要按照實際工作環境選用合適的電子臺秤,如果配備了精度過高的電子臺秤,環境達不到要求,電子臺秤也不能正常的工作。

三、高精度電子臺秤的選型

1.計量要求的導出

為了更加直觀的說明計量要求的導出和電子臺秤計量技術參數的選擇,假定測量要求為:被測物體重量(以單件鉬產品為參考物體)為M0M0=1000kg,測量

zui大允許誤差不超過被測物體重量的0.2%,δMAX=±0.2%×1000kg=±2kg。測量要求取決于被測量物體的計量特性,zui大允許誤差是根據被測物體的價值決

定的,一般來說,被測物體的價值越高測量zui大允許誤差越小(參考物體為鉬產品,它的zui大允許誤差為單件鉬產品重量的0.2%)。

根據測量要求導出計量要求:

  1)測量范圍ξ的導出。一般要求被測參數的值要落在測量設備有效量程的三分之二以上,測量范圍zui小也不能小于被測參數值加上被測參數規定的zui大誤差的值。因此得到:

M0+δ    max≤ξ≤2/3×M0

1000kg+±         2kg≤ξ≤3/2×1000kg

1002kg≤ξ≤1500kg

測量范圍在    1002kg1500kg 之間。

  2)允許誤差δ的導出。在導出前我們引入過程(測量)能力指數的概念,CP為測量能力指數,是指測量滿足技術要求的能力

T為公差,      T=允許zui大值(    TU   -允許zui小值(TL)

B為測量能力,總體標準差的6B=6δ

1

CP的范圍

測量能力的描述

建議

CP1.67

測量能力過于充裕

可考慮降低成本,放寬管理。

1.33CP1.67

測量能力充裕

對重要測量過程適用

1CP1.33

測量能力恰當

對一般測量過程適用

0.67CP1

測量能力不足

可考慮增加投入,提高測量能力

CP0.67

測量能力嚴重不足

立即查找原因,采取措施。

 

為了測量能力能夠滿足,我們取CP  1,具體導

出方法如下:

因此,當導出的允許誤差不大于± 0.67kg,測量訥訥里滿足。

2

測量要求

計量要求

測量范圍

允許誤差

測量范圍

允許誤差

1000KG

±2KG

1002-1500KG

小于±0.67KG

 

2. 電子臺秤計量技術參數的選擇

根據導出的計量要求,計算推導電子臺秤的計量技術參數,電子臺秤的等級為Ⅲ級,假定所選擇的電子臺秤的測量范圍為ξ 0,zui大允許誤差為δ 0,分度數為d,分辨率為e,分辨率是顯示裝置能有效辨別的zui小的示值差,即zui小刻度。根據

1002kg≤ξ≤1500kg,電子臺秤的測量范圍ξ0可以在  1002kg1500kg之間選取,ξ0的取值不*,我們取中心值ξ0=  1002+1500  kg/2≈1200kg

分辨率等于測量范圍除以分度數,   III級電子臺秤

zui大允許誤差δ 0以檢定分度值e 表示,見表3.

3

zui大允許誤差δ 0

III級電子臺秤分度數d

±1.0e

0d500

±2.0e

500d2000

±3.0e

2000d10000

 

根據計量要求的允許誤差小于±0.67kg,所選電子臺秤的zui大允許小于±          0.67kg,即︱δ0︱<0.67KG,高精度電子臺秤分度數一般大于2000小于等于10000,由表3得出:

得出 0.12kg≤e  0.22kg

即所選高精度電子臺秤的分辨率大于等于0.12kg小于0.22kge的取值不*,分辨率的選取直接影響到所選電子臺秤允許誤差的大小,這里要充分考慮到電子臺秤的實際工作環境,如果工作環境許可,可以選擇e的下限,如果工作環境較差,就要選擇靠近e的上限。根據實際工作環境(鉬產品出廠環境),取

e=0.2kg=200g,分別得出

zui后,得到所選電子臺秤的計量技術參數,見表4

4

III級高精度電子臺秤技術參數

測量范圍

允許誤差

分辨率

分辨數

1200KG

±0.6kg

0.2kg

6000

 

3.高精度電子臺秤的對比應用

在實際中的稱重測量中,高精度電子臺秤比一般電子臺秤具有較大的優勢,通過簡單的對比試驗來說明。

5

III級一般電子臺秤技術參數

測量范圍

允許誤差

分辨率

分辨數

2000kg

±2kg

1kg

2000

選取表4的高精度電子臺秤和表5的一般電子臺秤,參考物體還是鉬產品,在同一環境下,先將鉬產品先放置在一般電子臺秤上進行稱重包裝,包裝后測得產品重量為1000.0kg,再逐件放置到高精度衡器上進行稱重,得到對比試驗數據。根據對比試驗數據,對高精度電子臺秤的稱量數據進行匯集,建立直方圖,見圖1

可以看出,圖形成正態分布,高精度電子臺秤稱量得到的平均重量為          1000.4kg,平均每噸鉬產品高精度電子臺秤與一般電子臺秤的對比測量差為0.40kg。若產品出售,損害的是生產單位的利益。

四、總結

本文通過實例,對高精度電子臺秤的選型進行了系統的分析,形成了一套從計量要求的導出到高精度電子臺秤計量技術參數選擇的科學可行的方法,為現實中電子臺秤的選型提供了參考;通過對比試驗可以看出,高精度電子臺秤的使用,在滿足顧客計量需求的同時,zui大限度的維護了生產單位的經濟利益,同時,避免了因計量不準確造成的顧客投訴,具有推廣應用價值。

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