電子秤使用中稱(chēng)量誤差成因分析探討
稱(chēng)量誤差是稱(chēng)量的準(zhǔn)確度的描述,電子秤在使用中經(jīng)常會(huì)遇到誤差問(wèn)題,這不僅會(huì)影響電子秤使用的可靠性,而且也會(huì)使電子秤使用者的利益損害,因此研究電子秤誤差的成因,對(duì)電子秤的稱(chēng)量性能進(jìn)行分析,不僅掌握誤差的來(lái)源,而且對(duì)提高電子秤檢定工作的質(zhì)量和效益具有重要的作用。下面主要從實(shí)際使用中進(jìn)行分析電子秤的誤差成因以及解決辦法。
1.電子秤的工作原理
電子秤主要是利用力的杠桿平衡原理以及胡克定律測(cè)定物體質(zhì)量的種工具,在物體重力的作用下,彈性體產(chǎn)生變形進(jìn)行測(cè)定重力的量值。電子秤主要有稱(chēng)重傳感器、稱(chēng)重臺(tái)、稱(chēng)重顯示儀、屏蔽信號(hào)電纜以及接線盒等組成。電子秤稱(chēng)量的過(guò)程是: 先將稱(chēng)量的重物放在稱(chēng)重臺(tái)上,稱(chēng)重臺(tái)由于受到重力的作用將會(huì)產(chǎn)生彈性變化,發(fā)生彈性變化的傳感器彈性體將會(huì)產(chǎn)生激勵(lì)電壓,產(chǎn)生的電壓值與物體的重量成定比例,從而通過(guò)放大電路轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)在稱(chēng)重顯示儀中顯示出來(lái)。
2.誤差的成因
2.1四角偏載誤差
電子秤四角偏載造成的電子秤稱(chēng)量誤差主要是因?yàn)閭鞲衅鞯撵`敏度,對(duì)于電子秤四角偏載誤差的測(cè)試主要是在電子秤加載后,被測(cè)量物品在稱(chēng)重臺(tái)上的位置變化不會(huì)造成測(cè)量結(jié)構(gòu)額變化。由于電子秤電阻應(yīng)變計(jì)以及電子秤的稱(chēng)重傳感器等制作材料以及制作工藝的差距造成稱(chēng)重傳感器的靈敏度在定程度上有所不同,從而引起相同的激勵(lì)電壓,但是由于稱(chēng)重傳感器的信號(hào)輸出不同,所以造成四角偏載誤差的產(chǎn)生。為了能夠有效減少誤差,所以應(yīng)該選擇抗沖擊能力和抗傾斜能力良好的傳感器,還應(yīng)該在稱(chēng)重傳感器的信號(hào)輸出的支路上連接電位器,可以通過(guò)調(diào)整阻值,采用電阻分壓的原理使各個(gè)支路上的信號(hào)輸出平衡,從而保證電子秤測(cè)量的準(zhǔn)確性。
2.2稱(chēng)量誤差
造成電子秤稱(chēng)量誤差的原因主要有以下幾種:
(1)零點(diǎn)漂移零點(diǎn)漂移主要是由于電子秤在使用的過(guò)程中,由于受到多次大小不同的沖擊載荷,導(dǎo)致傳感器的受力情況次數(shù)多且復(fù)雜,在達(dá)到定的造成電子秤傳感器的觸點(diǎn)發(fā)生變化,使傳感器檢定時(shí)的原始狀態(tài)發(fā)生改變,從而導(dǎo)致電子秤稱(chēng)量誤差的出現(xiàn)。
(2)稱(chēng)重臺(tái)擦靠稱(chēng)重臺(tái)的擦靠對(duì)力的傳遞有很大的影響,所以這就會(huì)導(dǎo)致加載重物時(shí),其物品的重量不能*在電子秤的稱(chēng)重傳感器上作用,從而導(dǎo)致稱(chēng)重傳感器的輸出信號(hào)偏小,這種情況主要發(fā)生在稱(chēng)重負(fù)荷較大的重物時(shí),其顯示值就會(huì)減小,從而產(chǎn)生稱(chēng)量誤差。
針對(duì)上述的稱(chēng)量誤差,在對(duì)電子秤制作的過(guò)程中 先應(yīng)該選擇精度適當(dāng)以及質(zhì)量過(guò)關(guān)、抗沖擊能力強(qiáng)的傳感器,然后在傳感器安裝的過(guò)程中應(yīng)該注意牢固可靠,對(duì)于引線應(yīng)該具有適當(dāng)?shù)谋Wo(hù),秤體應(yīng)該具有足夠的剛性,電子秤的保護(hù)裝置可靠。
2.3鑒別力誤差
在電子秤使用過(guò)程中,電子秤對(duì)物品載荷的細(xì)小變化的反應(yīng)能力被成為是鑒別力。對(duì)于電子秤使用中鑒別力的測(cè)試主要是為了檢驗(yàn)電子秤秤體結(jié)構(gòu)的摩擦以及連接。所以對(duì)于電子秤來(lái)說(shuō),連接中的應(yīng)力和摩擦是造成鑒別力誤差的成因,并且由于鑒別力誤差是主要針對(duì)的是細(xì)小的載荷變化,因此電子秤的稱(chēng)重儀表和稱(chēng)重傳感器的分辨率對(duì)其造成的影響也是非常大的。
2.4重復(fù)性誤差
重復(fù)性誤差主要是在相同的環(huán)境和相同載荷下,經(jīng)過(guò)數(shù)次的進(jìn)行試驗(yàn)造成電子秤輸出讀數(shù)產(chǎn)生的誤差。電子秤重復(fù)誤差除了使用過(guò)程中風(fēng)力、重力以及濕度、溫度等造成的誤差外,還有以下幾點(diǎn)造成的重復(fù)性誤差:
(1)電子秤傳感器條件不滿(mǎn)足造成重復(fù)性誤差,針對(duì)這種情況,這就要求電子秤在使用的過(guò)程中,電子秤的傳感器的激勵(lì)電壓、參數(shù)的致性以及秤體的傳力特性等都應(yīng)該滿(mǎn)足條件,并且要求電子秤的秤體的傳力機(jī)構(gòu)在傳感器所承受的載荷與物品的重量成正比的情況下,才能避免重復(fù)性誤差。
(2)電子秤傳感器的側(cè)向力引起的重復(fù)性誤差
電子秤在使用的過(guò)程中由于受到環(huán)境的影響,可能會(huì)造成載荷接收器出現(xiàn)位移的現(xiàn)象,從而造成傳感器的作用力傾斜或者出現(xiàn)側(cè)向力,傳感器側(cè)向力主要是在傳力機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)以及制造過(guò)程中的誤差引起的。
3.解決措施
(1)正確使用的電子秤
在采用電子秤進(jìn)行稱(chēng)量物品的過(guò)程中,由于電子秤主要是通過(guò)稱(chēng)重傳感器進(jìn)行稱(chēng)量的,所以在使用的過(guò)程中對(duì)于被秤的物品應(yīng)該輕拿輕放。并且還應(yīng)該把電子秤放置在干燥通風(fēng)、平穩(wěn)、水平的平面上,保證電子秤的四腳平穩(wěn),這樣不僅能夠保證稱(chēng)重的準(zhǔn)確性,而且對(duì)保護(hù)電子秤具有重要的作用。
(2)定期進(jìn)行檢定電子秤
由于電子秤使用環(huán)境以及使用時(shí)間過(guò)久會(huì)造成元器件老化,并且其準(zhǔn)確度也會(huì)受到定的影響,所以對(duì)電子秤進(jìn)行定期檢定,不僅能夠?qū)﹄娮映佑?jì)量性能進(jìn)行評(píng)價(jià),而且還能查找出造成電子秤準(zhǔn)確性的原因,所以定期進(jìn)行檢定電子秤,對(duì)保證電子秤的準(zhǔn)確性和延長(zhǎng)使用壽命具有重要的作用和價(jià)值。
(3)使用高性能的到單品機(jī)電路
電子秤內(nèi)部主要使用的單品機(jī)電路,所以為了能夠提高電子秤的準(zhǔn)確性以及使用性能,可以采用高性能的單品機(jī),比如可以采用單品機(jī)內(nèi)部帶有8K的字節(jié)的FLASHROM,這種性能的單片機(jī)不僅價(jià)格便宜,功耗低,使用壽命長(zhǎng),并且無(wú)論在任何地方都不會(huì)對(duì)輸出值有所影響。
作者:孔衛(wèi)軍 來(lái)源:華東科技 2012年7期