衡器计量误差分析与控制研究

衡器计量误差分析与控制研究

　　衡器，是利用胡克定律或力的杠杆平衡原理测定物体质量的。衡器主要由承重系统(如秤盘)、传力转换系统(如杠杆传力系统)和示值系统(如刻度盘)3部分组成。衡器按结构原理可分为机械秤、电子秤、机电结合秤三大类。

　　摘要：误差分析是衡器计量工作的主要内容，本文以电子秤为例对其计量检定过程中存在的误差进行了分析，并在充分了解、掌握电子秤工作原理的前提下，对其计量检定方式与误差控制措施进行了探讨。

　　关键词：衡器计量;控制措施;电子秤;概况;计量方式;误差原因

　　衡器是利用作用于所需测量物体重力来对该物体重量确定的计量器具。在衡器整个发展史中，其主要包括6大类型，电子衡器在第二次世界大战后诞生，其构成部分为称重显示控制器、称重传感器与电器控制等。伴随社会经济发展速度的不断提升及科学技术的不断进步，电子衡器逐渐发展为小型化、模块化、集成化、智能化。电子秤作为电子衡器的重要构成部分，在不断提升其速率、准确性、稳定性与可靠性的同时，还会存在诸多误差情况。为更好地提升计量检定结果，必须重视电子秤计量误差原因，并选取科学有效的措施，实现衡器计量工作目标。

　　一、电子秤的概况

　　作为衡器的重要组成部分，电子秤为集合现代传感器技术、电子技术与计算机技术为一体化的电子称量装置。其工作流程为在秤盘上放置物体，重力作用下，秤体向传感器施加压力，促使称重传感器弹性体出现变形，因变形贴在弹性体应变梁上的电阻应变计出现电阻变化，导致应变计无法平衡，使传感器输出与重量数值成比例的电信号，并利用接线盒、信号线向称重仪表传输，通过线性放大，A/D转换，以仪表微处理器(CPU)处理信号并进行重量值显示。

　　二、电子秤计量方式

　　(1)使用仪器与器具：送外计量质量符合相关规定的砝码。

　　(2)计量电子秤：第一，由砝码内选取称量点，其允许误差值如附表所示。

　　第二，选取计量电子秤对被称量点标准砝码进行称量，并进行数据记录，随后分别对比其与标准砝码数据。

　　第三，分析差值是否在允许误差以下，以此对需检定电子秤的质量进行判断。

　　三、电子秤计量误差分析

　　伴随计算机技术水平的不断提升，原料计量、配比电子秤运用范围越来越广，精度要求也愈加严格。为提升电子秤计量精度，应认真分析计量过程，及时找出误差，进而有效控制其质量，并将电子秤计量速度快、计量精度高及重复性良好等特点充分体现出来。目前，对称量精度造成影响的主要原因包括：零点漂移、计量检定、四角偏载等。

　　(1)零点漂移误差。现阶段计量过程中电子秤总会出现零点漂移误差，该误差对电子秤计量检定准确度起到直接作用。具体应用中，电子秤可用于多种不同称量重力的物体，进而使电子秤称重传感器受到负载力度反复多次影响，导致传感器内部结构极为复杂，不能及时解决称重物体重力快速变化产生的作用，该情况下将改变传感器触点，导致计量检定过程中电子秤初始状态发生改变、仪表指针归位不准等，这都是零点漂移现象出现于电子秤计量工作中的原因。

　　(2)计量检定误差。第一，传感器称重非线性变化。因电子秤具备极为复杂的称重传感器内部结构，外界环境极易影响其准确性，如温差、物体冲击力等，进而使得非线性关系的出现，其是指称重传感器承受的负载能力和其相应电压输出值间产生的关系，进而对电子秤称重传感器计量检定结果造成严重影响。

　　第二，称重台擦靠。擦靠是指称重物体重量无法100%作用于电子秤传感器，致使输出信息值与实际值存在误差。

　　(3)四角偏载误差。电子秤传感器灵敏度是造成四角偏载误差的主要因素。依据正常思维分析，在托盘上防止需测量物体，一般不会影响测量结果。但因电子秤自身材质不同，如关键零部件(传感器弹性、电位器电阻应变计)材质不同，导致传感器激励电压不稳定，进而影响信号输出的质量。

　　四、电子秤计量误差改善措施

　　(1)提高传感器质量。传感器是影响电子秤计量准确值的主要原因。为提高传感器质量，必须满足以下条件：(1)传感器自身满足电子秤机械传力结构传力特点，并和市场传感器相关技术指标相符;(2)因激励电压存在于电子秤传感器内，应确保其始终处于稳定状态。并确保传感器本身负荷与需测物重量存在正比例关系。

　　(2)加强检定器具的检测。严格执法为检验部门的工作宗旨。为降低电子秤误差，要求计量安全技术检验机构定期对计量器具进行检定、维护，由本质上提升计量结果的准确性、可靠性。计量器具如不符合相关规定，则不能用于产品计量。同时，如砝码产生老化、损坏现象，则需严格部门相关规定进行处理，如器具更新、销毁等，以此提高量值的精度及信息传递的真实性。

　　(3)偏载误差调整。作为贸易结算计量器具，电子秤需进行定期检定。在检定过程中，偏载误差为电子秤计量误差的主要类型，为确保测量结果的准确性，可选取角差调整程序自动调整，选取合理压角方式，在所有承重点传感器位置充分了解的情况，设定参数。按照仪表提示，通过恒定物调整压角。因该方式仪表无法对示值进行显示，需先将设定参数退出，才能确定偏载误差。

　　五、结语

　　综上所述，伴随经济全球化的不断深化，我国衡器计量技术也得到了极大的发展。电子秤作为衡器的一种主要形式，在计量检定过程中，因外在因素、人为因素往往会存在相应误差，为将该误差降至允许误差范围内，要求相关部门必须重视电子秤计量误差分析与控制。为此，本文在充分了解电子秤工作原理的基础上，对其计量检定方式与存在误差的原因进行了分析，并以此选取行之有效的措施加以解决，为推动衡器计量事业发展提供了强有力的支撑。

　　参考文献：

　　[1]唐立军，滕召胜，陈良柱，刘海仓.电子秤倾角自动检测与称量误差补偿方法研究[J].电子测量与仪器学报，2011(01).

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