電子汽車衡檢定分度數(shù)的分析
一、
電子汽車衡概述
經(jīng)常有客戶抱怨秤的零點(diǎn)漂移大、秤的滿程漂移大、示值不穩(wěn)定等現(xiàn)象出現(xiàn)的較多。并且很多現(xiàn)象在更換一只或多只傳感器后正常，而換下來(lái)的傳感器在返回工廠后進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)的檢查，均未發(fā)現(xiàn)異常，針對(duì)這種現(xiàn)象，我們對(duì)照了有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行了理論計(jì)算及分析，從OIML R76的角度出發(fā)，分析出現(xiàn)問題的原因，以便衡器廠家作為參考。
目前國(guó)內(nèi)平臺(tái)秤或
汽車衡所使用的傳感器一般都是C3級(jí)的傳感器，按照OIML R60國(guó)際建議的要求，C3級(jí)傳感器的最大檢定分度數(shù)nmax為3000，按照OIML R76國(guó)際建議4.4.4誤差分配原則，C3級(jí)傳感器用于制造檢定分度數(shù)不大于3000分度的Ⅲ級(jí)秤。我國(guó)JJG555-1996《非自動(dòng)秤通用檢定規(guī)程》等效采用了OIML R76國(guó)際建議，其中對(duì)傳感器進(jìn)行了以下規(guī)定：
1．稱重傳感器的最大秤量應(yīng)符合下述要求：
Emax＞Q稭ax稲/N
式中：Emax——稱重傳感器的最大稱量；
N——傳感器個(gè)數(shù)；
R——縮小比；考慮到對(duì)傳感器最嚴(yán)格的要求，取R=1；
Q——修正系數(shù)。一般Q＞1。
2．稱重傳感器的最大分度數(shù)
傳感器的最大分度數(shù)nLC應(yīng)不小于秤的檢定分度數(shù)n。
nLC≥n
稱重傳感器的最小靜載荷輸出恢復(fù)值DR應(yīng)滿足下述條件：
DR≤0.5eR/N
取R＝1，則DR≤0.5e/N
當(dāng)DR未知時(shí)，應(yīng)滿足條件：nLC≥Max/e
3．稱重傳感器的最小檢定分度值
Vmin≤e稲/
取R=1，則Vmin≤e?
在實(shí)際的使用中，很多廠家都忽視了nLC≥n，而這正是其中最主要的問題，秤的檢定分度數(shù)超過(guò)了傳感器的最大檢定分度數(shù)，從根本上違背了秤用傳感器的計(jì)量學(xué)要求和計(jì)量中的誤差分配原則。從理論上來(lái)說(shuō)系統(tǒng)是不穩(wěn)定的，實(shí)際上組成系統(tǒng)的各部件，如傳感器、顯示器也沒有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的支持。下面就實(shí)際使用中的一些典型事例進(jìn)行分析說(shuō)明。
二、
電子汽車衡應(yīng)用實(shí)例
根據(jù)目前市場(chǎng)衡器的使用情況，在多只傳感器進(jìn)行標(biāo)秤時(shí)，大多數(shù)廠家是將秤的檢定分度數(shù)設(shè)置在3000～6000，秤在使用過(guò)程中出現(xiàn)的質(zhì)量問題比較少，秤的分度數(shù)設(shè)置的越大，出現(xiàn)問題的頻次就越大，在汽車衡中出現(xiàn)故障的情況舉例如下：
最大稱量為15t的衡器，最小分度值1kg，使用4只10t的傳感器。安裝后出現(xiàn)零點(diǎn)漂移，顯示數(shù)字向一個(gè)方向遞增，后來(lái)?yè)Q掉2只傳感器，解決了問題。
該秤的檢定分度數(shù)n =15000，傳感器的最大分度數(shù)nLC＝3000
Vmin≤e?＝1kg /= 0.5kg
按Vmin為0.5kg計(jì)算，則對(duì)應(yīng)y＝Emax/ Vmin =20000
DR≤0.5e/N＝0.5?kg /4 = 0.125kg
Z = Emax/2DR = 10000/0.25 = 40000
三、
電子汽車衡原因分析
對(duì)于以上的
秤體的組成，所有秤臺(tái)的最小檢定分度值都已超過(guò)了3000分度，而這些衡器的質(zhì)量都出現(xiàn)了不同的質(zhì)量問題，零點(diǎn)漂移、滿量程漂移，示值不穩(wěn)定等現(xiàn)象。產(chǎn)生這些問題的原因又是什么呢？
首先，衡器的分度數(shù)過(guò)高，超過(guò)了
傳感器的最大檢定分度數(shù)，甚至已是傳感器分度數(shù)的2～5倍，按照J(rèn)JG-555-1996中的規(guī)定nLC≥n，但這些秤臺(tái)均不能滿足這一條的要求。
其次，是由于傳感器y值、z值不能滿足使用的要求，按照OIML R60的要求，C3級(jí)傳感器的y值應(yīng)不小于7200，z值應(yīng)不小于3000，假設(shè)ZTC指標(biāo)按0.015%FS/10℃控制，則對(duì)應(yīng)的y值僅能達(dá)到 9300，而對(duì)于以上出現(xiàn)的問題，y值大部分大于10000，對(duì)于這種使用情況，如果同一批的傳感器對(duì)零點(diǎn)溫度的影響比較一致，都朝同一方向變化，則會(huì)出現(xiàn)各傳感器零點(diǎn)漂移疊加的現(xiàn)象。偶爾出現(xiàn)的秤臺(tái)穩(wěn)定的現(xiàn)象只能說(shuō)明此秤體選用的傳感器零點(diǎn)溫漂的方向不一致，存在互相抵消的現(xiàn)象，所以秤臺(tái)的零點(diǎn)穩(wěn)定了，但這只是一種巧合。某些秤臺(tái)在進(jìn)行更換一只或多只傳感器后出現(xiàn)了穩(wěn)定的現(xiàn)象，只是湊成這種偶然的巧合現(xiàn)象，有些秤臺(tái)可能更換1只傳感器就能滿足巧合現(xiàn)象，而有時(shí)則更換幾只傳感器后才能保證示值的穩(wěn)定。以上的示例中，y值等于20000、15000的兩種現(xiàn)象就是典型的y值不能滿足要求所致。當(dāng)然對(duì)于汽車衡所使用的傳感器，由于在傳感器制造過(guò)程中，所使用的應(yīng)變計(jì)兩兩對(duì)稱，傳感器中零點(diǎn)自補(bǔ)償?shù)谋壤^大，y值相對(duì)較大，對(duì)于零點(diǎn)滿足要求的也較多，但對(duì)于其它性能就不一定能保證。
對(duì)于z值的要求，如果傳感器生產(chǎn)廠家的工藝控制中，傳感器的蠕變一致性較好，則組秤后各傳感器的蠕變也會(huì)是一個(gè)疊加的過(guò)程，會(huì)出現(xiàn)儀表滿程不穩(wěn)、加載后不回零的現(xiàn)象。一種偶然的情況就是各傳感器的蠕變方向不同，存在相互抵消的現(xiàn)象，蠕變和回零顯示正常。但這是一種不穩(wěn)定的狀態(tài)，在不同的試驗(yàn)條件下，很難獲得一致性的結(jié)果，或者說(shuō)外界因素的影響都會(huì)導(dǎo)致示值的不穩(wěn)定及漂移現(xiàn)象。
以上對(duì)傳感器y值、z值的分析沒有考慮溫度變化對(duì)儀表的影響，對(duì)于外界溫度有變化，明確的說(shuō)，就是早晨和晚上、夏天和冬天對(duì)高分辨儀表的示值肯定會(huì)有影響，甚至連外界吹風(fēng)也會(huì)引起示值的變化。在現(xiàn)在市售的國(guó)產(chǎn)衡器儀表中，還未有通過(guò)OIML認(rèn)證的高分辨儀表款式（Ⅲ級(jí)3000分度的儀表通過(guò)OIML認(rèn)證的也不多見），實(shí)際上，國(guó)內(nèi)還沒有形成支持高分辨秤用傳感器及儀表產(chǎn)品市場(chǎng)。
對(duì)于由多只傳感器組成的秤，考慮到過(guò)載能力，一般秤的總量程僅為傳感器總量程的1/5~1/2，傳感器的最大檢定分度數(shù)實(shí)際上已經(jīng)按比例縮小了，對(duì)于單只傳感器組成的秤來(lái)說(shuō)，秤的額定載荷僅是傳感器額定量程的一部分，比如說(shuō)1/2量程，已經(jīng)對(duì)傳感器提出了大于3000分度的要求，而各種信號(hào)噪聲相對(duì)不變，隨著時(shí)間漂移，每個(gè)傳感器受外界影響的敏感度增加，傳感器受外界干擾信號(hào)、環(huán)境因素的影響則會(huì)更大。
. 檢定與檢驗(yàn)有什么不同？
檢定：對(duì)秤的計(jì)量性能是否符合國(guó)家法定要求進(jìn)行的強(qiáng)制性檢查工作，一般由國(guó)家計(jì)量管理部門負(fù)責(zé)。
檢驗(yàn)：檢查使用中的秤是否符合檢定規(guī)程的要求；是否處于良好的工作狀態(tài)；使用是否正確可靠，使用中檢驗(yàn)是非強(qiáng)制性的，是一種監(jiān)督性檢查，廠家和客戶都可以進(jìn)行。
2. 哪些秤需要進(jìn)行檢定？
1) 新制造或新安裝的秤；
2) 剛從國(guó)外進(jìn)口的秤；
3) 檢定周期期滿的秤；
4) 經(jīng)修理過(guò)的秤；
5) 根據(jù)用戶要求或者因?yàn)槟撤N原因?qū)е掠》饣蜚U封失效，需要進(jìn)行檢定的秤；
3. 我公司生產(chǎn)的電子汽車衡屬于幾級(jí)秤？ 三級(jí)秤
4. 國(guó)家對(duì)電子汽車衡的最大稱量誤差是如何規(guī)定的？
首次檢定：0≤m≤500，最大允許誤差是+0.5e；500＜m≤2000，最大允許誤差是+1.0e；
2000＜m≤10000，最大允許范圍是+1.5e；
隨后檢定：最大允許誤差也是上述標(biāo)準(zhǔn)。
使用中檢驗(yàn)：使用中檢驗(yàn)的最大允許誤差是首次檢定最大允許誤差的2倍。
5. 國(guó)家對(duì)汽車衡稱量結(jié)果的誤差有什么要求？
任何一次稱量的誤差值應(yīng)不大于該秤的最大允許誤差。
6. 如何檢查汽車衡稱量誤差是否在規(guī)定的范圍之內(nèi)？
1) 進(jìn)行重復(fù)性實(shí)驗(yàn)：對(duì)同一載荷，多次稱量所得結(jié)果之差，應(yīng)不大于該秤最大允許誤差的絕對(duì)值。
2) 進(jìn)行偏載實(shí)驗(yàn)：同一砝碼在不同位置的示值，其誤差不大于該稱量的最大允許誤差。
7. 國(guó)家對(duì)檢定用標(biāo)準(zhǔn)砝碼的誤差有什么要求？
檢定用標(biāo)準(zhǔn)砝碼的誤差，不大于相應(yīng)稱量最大允許誤差的1/3。
8. 汽車衡鑒別力實(shí)驗(yàn)用的砝碼重量是多少？ 1.4d
9. 汽車衡置零裝置的準(zhǔn)確度是多少才符合國(guó)家檢定要求？
置零后，零點(diǎn)偏差對(duì)稱量結(jié)果的影響應(yīng)不大于0.25e。
10. 衡器上都有哪些標(biāo)志？
強(qiáng)制必備標(biāo)志：制造廠名稱、商標(biāo)；準(zhǔn)確度等級(jí)；最大稱量、最小稱量、分度值、制造許可證標(biāo)志及編號(hào)。其它標(biāo)志；出廠編號(hào)等。
11. 稱量性能檢定時(shí)，至少測(cè)試幾個(gè)稱量點(diǎn)？是哪幾個(gè)稱量點(diǎn)？
至少測(cè)試5個(gè)稱量點(diǎn)，分別是：最小稱量、最大允許誤差改變的兩個(gè)點(diǎn)（500e和2000e）、50%最大稱量、最大稱量。
12. 秤的檢定周期是多長(zhǎng)？ 1年．
13. 國(guó)內(nèi)企業(yè)、個(gè)體工商戶必須具備什么資質(zhì)才能生產(chǎn)、銷售、修理衡器？
必須取得《制造計(jì)量器具許可證》、《修理計(jì)量器具許可證》才可以進(jìn)行衡器的生產(chǎn)、銷售和維修。
14. 國(guó)家縣級(jí)以上計(jì)量行政部門對(duì)提出檢定申請(qǐng)的行政作為是什么？
必須在自接到檢定申請(qǐng)后的15日內(nèi)檢定完畢，否則屬于行政不作為。
15. 汽車衡檢定不合格，會(huì)給汽車衡的生產(chǎn)制造企業(yè)造成什么影響？
首次檢定和隨后檢定不合格的衡器，發(fā)給檢定結(jié)果通知書，不準(zhǔn)出廠、銷售和使用，使用中檢驗(yàn)不合格的秤不準(zhǔn)使用。
16. 傳感器按信號(hào)輸出方式分可以分幾類？各有什么特點(diǎn)？
分為2類：數(shù)字式傳感器和模擬式傳感器
數(shù)字式傳感器向儀表輸入的是數(shù)字信號(hào)，如數(shù)量、重量等；模擬式傳感器向儀表輸入的是模擬量信號(hào)，如電壓、電流等。數(shù)字式傳感器除了具有模擬式傳感器的一切優(yōu)點(diǎn)外，還有以下優(yōu)點(diǎn)：
1) 抗干擾能力很強(qiáng)：不受溫度變化的影響，不受電磁干擾；
2) 數(shù)字直觀顯示，故障容易發(fā)現(xiàn)、檢修：每只傳感器受力的狀況或輕微變化都能在儀表上直觀的顯示出來(lái)，出現(xiàn)故障很容易發(fā)現(xiàn)并找出是哪只傳感器的故障；模擬式傳感器由接線盒向儀表輸入若干只傳感器靈敏度的統(tǒng)一值（幾只傳感器的靈敏度不同，必須統(tǒng)一輸出），并不能反映每只傳感器的具體情況，其缺點(diǎn)是：屬于新興傳感器，雖然其良好性能已經(jīng)得到驗(yàn)證，但維修技術(shù)還不是特別成熟和普遍，一旦發(fā)生故障，維修、換件不太方便，容易耽誤客戶使用。
17. 什么是額定輸出（或者叫靈敏度）？
在額定載荷時(shí)，對(duì)傳感器施加1V的激勵(lì)電壓，此時(shí)的輸出信號(hào)為靈敏度，額定輸出（或者叫靈敏度）的單位以mv/V來(lái)表示。此外，還必須知道，靈敏度隨溫度變化而變化。
18. 什么叫非線性？
由空載荷的輸出值和額定載荷時(shí)的輸出值所決定的直線和增加負(fù)荷之實(shí)測(cè)曲線之間最大偏差對(duì)額定輸出值的百分比。
19. 蠕變的含義是什么？蠕變測(cè)試要求時(shí)間是多長(zhǎng)？
在負(fù)荷不變（一般取為額定載荷），其它測(cè)試條件也保持不變的情形下，傳感器輸出隨時(shí)間的變化量對(duì)額定輸出的百分比。蠕變測(cè)試要求時(shí)間是：最長(zhǎng)不超過(guò)30分鐘。
20. 什么是輸入阻抗？
信號(hào)輸出端開路，傳感器未加負(fù)荷時(shí)，從電源激勵(lì)輸入端測(cè)得的阻抗值。
21. 什么是輸出阻抗？
電源激勵(lì)輸入端短路，傳感器未加載荷時(shí)，從信號(hào)輸出端測(cè)得的阻抗。
22. 接線盒與儀表間連接是四線制好還是六線制好？為什么？
六線制好。四線制容易導(dǎo)致以下問題：①改變信號(hào)線長(zhǎng)度將對(duì)稱量結(jié)果造成誤差：因?yàn)樾盘?hào)線長(zhǎng)度改變時(shí)，信號(hào)線電阻值會(huì)相應(yīng)變化，將導(dǎo)致加在傳感器兩端的激勵(lì)電壓發(fā)生變化，所以產(chǎn)生誤差，要減少誤差，必須重新標(biāo)定；②溫度變化時(shí)，信號(hào)線電阻肯定變化，導(dǎo)致激勵(lì)電壓輸出變化，從而導(dǎo)致稱量誤差；③激勵(lì)電源本身的不穩(wěn)定性，也會(huì)造成誤差。六線制即傳感器使用的信號(hào)線為六芯，采用六線制后，增加的兩個(gè)電纜芯作為供橋電壓的反饋線與儀表的基準(zhǔn)電壓輸入端相連，這種連接方法使得秤的準(zhǔn)確度只與傳感器、放大器和A/D轉(zhuǎn)換器（后兩個(gè)均為儀表內(nèi)部的配置部件）這三者有關(guān)，而與電纜線長(zhǎng)度、溫度及電壓穩(wěn)定性情況無(wú)關(guān)，所以六線制好于四線制。
23. 吊鉤秤根據(jù)工作原理劃分可以分為幾類？各有什么特點(diǎn)？
分有線、直示式、無(wú)線三種。有線式吊鉤秤必須配備有電纜，安裝使用很不方便，已經(jīng)不受用戶歡迎。直示式吊秤的秤體和顯示部分構(gòu)成一體，結(jié)構(gòu)緊湊，使用方便，比較受用戶歡迎，其置零、去皮及電源開關(guān)等操作可以采用拉線手動(dòng)或紅外遙控方式進(jìn)行。無(wú)線式吊秤即無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸，它接收和傳輸脈沖信號(hào)，傳輸距離比直式吊秤長(zhǎng)，一般可達(dá)數(shù)百米。電子吊鉤秤的一個(gè)明顯缺點(diǎn)是對(duì)吊車的起升高度有限制。
24. 汽車衡正常工作的環(huán)境要求是什么？
① 工作環(huán)境濕度：≤95%；
② 工作電源：220V（誤差范圍：-15%～10%） 50HZ（最大誤差：?%）；
③ 工作環(huán)境溫度：傳感器是-20℃～60℃；儀表是-10℃～40℃
④ 最大安全載荷：最大稱重量的125%F.S；
⑤ 溫差變化：≤5℃/h；
⑥ 用于某些特殊環(huán)境時(shí)，根據(jù)需要確定；
25. 傳感器從類型上如何劃分？各有什么特點(diǎn)？
1) 傳感器從類型上可以分為柱式、橋式、輪輻式、懸臂梁式等。
2) 柱式傳感器的特點(diǎn)是：成本低，體積�。〝y帶、維修方便），密封性能良好，對(duì)于潮濕環(huán)境
很適用，承載能力強(qiáng)；其缺點(diǎn)是靈敏度低（如果添加或減少的重量比較小，則不容易從儀表上顯示出來(lái)）、穩(wěn)定性低（容易漂移，讀數(shù)不準(zhǔn)），在一定范圍之內(nèi)抗偏載、抗側(cè)向能力比橋式好，必須安裝限位裝置。輪輻式傳感器：傳感器本身的高度低，能承受很大的側(cè)向力；抗偏載，對(duì)作用力點(diǎn)的變化不敏感；適用于軸重儀等秤體高度低的秤。懸臂梁式傳感器有以下特點(diǎn)：抗偏載能力強(qiáng)、準(zhǔn)確度高，傳感器受拉伸與壓縮時(shí)，靈敏度基本相同，所以特別適用于同時(shí)受拉和壓的測(cè)量；外形低、體積小、重量輕，易于安裝和維修；缺點(diǎn)是滿量程準(zhǔn)確度不高。橋式傳感器的特點(diǎn)是：靈敏度高，穩(wěn)定性強(qiáng)，能自動(dòng)復(fù)位（因?yàn)闃蚴絺鞲衅鲙в袖撉颍�，不用安裝限位裝置；缺點(diǎn)是：在一定范圍內(nèi)，容易受側(cè)向力的影響，誤差比柱式大。
26. 屏蔽是什么意思？如何防止屏蔽？
自然界中，磁場(chǎng)、射頻（廣播、電視、通訊、雷達(dá)等發(fā)射裝置）、噪音、振動(dòng)等都導(dǎo)致汽車衡信號(hào)線在傳輸電壓信號(hào)的過(guò)程中受到影響，為了避免這種影響或?qū)⒂绊懡档偷阶钚∥：�，就產(chǎn)生了屏蔽技術(shù)。屏蔽從2方面來(lái)努力：
1) 傳感器接地，對(duì)傳感器屏蔽；
2) 儀表屏蔽：一是對(duì)儀表外殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗干擾設(shè)計(jì)；二是儀表內(nèi)部線路與器件之間的屏蔽設(shè)計(jì)，包括電源變壓器的屏蔽設(shè)計(jì)、放大器的屏蔽設(shè)計(jì)與接地等。
27. 現(xiàn)在常見的傳感器用什么材料做的？
現(xiàn)在常見的傳感器的材質(zhì)有3種：不銹鋼傳感器：主要用在食品、化工、醫(yī)藥等有腐蝕性環(huán)境的場(chǎng)所；合金鋼：用于無(wú)腐蝕性環(huán)境的場(chǎng)所；鋁合金：一般用在量程小、價(jià)格低的場(chǎng)所。
28. 汽車衡基礎(chǔ)施工時(shí)，對(duì)各稱重點(diǎn)的底板平面施工有什么要求？各平面度誤差在3-5mm。
29. 我公司的汽車衡一般要求分度數(shù)是多少？≤3000
30. 請(qǐng)完整的描述從對(duì)載貨車或空車進(jìn)行稱重到卸完貨或裝車完畢時(shí)用XK2000A9P存儲(chǔ)重量并打印的操作過(guò)程？
存儲(chǔ)重量：汽車上秤 按“打印”鍵 儀表進(jìn)入輸入車號(hào)狀態(tài) 輸入車號(hào)
按“輸入”鍵 儀表進(jìn)入輸入貨號(hào)狀態(tài) 輸入貨號(hào) 按“輸入”鍵 儀表進(jìn)入存儲(chǔ)結(jié)果狀態(tài)，存儲(chǔ)完畢顯示“Load” 汽車下秤
調(diào)出并打印稱量結(jié)果：汽車上秤 按“打印”鍵 儀表進(jìn)入輸入車號(hào)狀態(tài) 輸入車號(hào) 按“輸入”鍵 儀表進(jìn)入輸入貨號(hào)狀態(tài) 輸入貨號(hào)按“輸入”鍵 儀表進(jìn)入打印狀態(tài)，打印完畢顯示“Print” 汽車下秤
31. 傳感器由幾部分構(gòu)成？都起什么作用？
三部分，分別是：彈性體、應(yīng)變電阻片和檢測(cè)電路。彈性體的作用是：傳遞重物本身重力并施加給應(yīng)變電阻片；使應(yīng)變電阻片產(chǎn)生理想的變形，能真實(shí)反映力的大小。應(yīng)變電阻片的作用是：受力變形，本身電阻值發(fā)生變化。檢測(cè)電路（實(shí)際是一個(gè)惠司登電橋）的作用是：將電阻變化情況轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。
32. 汽車衡基礎(chǔ)選址有什么要求？
1) 場(chǎng)地便于車輛出入和轉(zhuǎn)彎；
2) 盡量避開風(fēng)口；
3) 易于排水，通風(fēng)、通氣良好，秤體起吊、放置方便；
4) 地上部分方圓50米內(nèi)無(wú)高壓線；
5) 地下部分無(wú)電纜、光纜、管道、管線等。
33. 如何確定儀表和傳感器是否搭配？
