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,而換下來的傳感器在返回工廠后進行各項指標(biāo)的檢查,均未發(fā)現(xiàn)異常,針對這種現(xiàn)象,我們對照了有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn),進行了理論計算及分析,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。
目前國內(nèi)平臺秤或
汽車衡所使用的傳感器一般都是C3級的傳感器,按照OIML R60國際建議的要求,C3級傳感器的最大檢定分度數(shù)nmax為3000,按照OIML R76國際建議4.4.4誤差分配原則,C3級傳感器用于制造檢定分度數(shù)不大于3000分度的Ⅲ級秤。我國JJG555-1996《非自動秤通用檢定規(guī)程》等效采用了OIML R76國際建議,其中對傳感器進行了以下規(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——傳感器個數(shù);
R——縮小比;考慮到對傳感器最嚴(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,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量學(xué)要求和計量中的誤差分配原則。從理論上來說系統(tǒng)是不穩(wěn)定的,實際上組成系統(tǒng)的各部件,如傳感器、顯示器也沒有實驗數(shù)據(jù)的支持。下面就實際使用中的一些典型事例進行分析說明。
二、
電子汽車衡應(yīng)用實例
根據(jù)目前市場衡器的使用情況,在多只傳感器進行標(biāo)秤時,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)零點漂移,顯示數(shù)字向一個方向遞增,后來換掉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計算,則對應(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
對于以上的
秤體的組成,所有秤臺的最小檢定分度值都已超過了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)過高,超過了
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,則對應(yīng)的y值僅能達到 9300,而對于以上出現(xiàn)的問題,y值大部分大于10000,對于這種使用情況,如果同一批的傳感器對零點溫度的影響比較一致,都朝同一方向變化,則會出現(xiàn)各傳感器零點漂移疊加的現(xiàn)象。偶爾出現(xiàn)的秤臺穩(wěn)定的現(xiàn)象只能說明此秤體選用的傳感器零點溫漂的方向不一致,存在互相抵消的現(xiàn)象,所以秤臺的零點穩(wěn)定了,但這只是一種巧合。某些秤臺在進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,有些秤臺可能更換1只傳感器就能滿足巧合現(xiàn)象,而有時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)然對于汽車衡所使用的傳感器,由于在傳感器制造過程中,所使用的應(yīng)變計兩兩對稱,傳感器中零點自補償?shù)谋壤^大,y值相對較大,對于零點滿足要求的也較多,但對于其它性能就不一定能保證。
對于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是一個疊加的過程,會出現(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),在不同的試驗條件下,很難獲得一致性的結(jié)果,或者說外界因素的影響都會導(dǎo)致示值的不穩(wěn)定及漂移現(xiàn)象。
以上對傳感器y值、z值的分析沒有考慮溫度變化對儀表的影響,對于外界溫度有變化,明確的說,就是早晨和晚上、夏天和冬天對高分辨儀表的示值肯定會有影響,甚至連外界吹風(fēng)也會引起示值的變化。在現(xiàn)在市售的國產(chǎn)衡器儀表中,還未有通過OIML認(rèn)證的高分辨儀表款式(Ⅲ級3000分度的儀表通過OIML認(rèn)證的也不多見),實際上,國內(nèi)還沒有形成支持高分辨秤用傳感器及儀表產(chǎn)品市場。
對于由多只傳感器組成的秤,考慮到過載能力,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)實際上已經(jīng)按比例縮小了,對于單只傳感器組成的秤來說,秤的額定載荷僅是傳感器額定量程的一部分,比如說1/2量程,已經(jīng)對傳感器提出了大于3000分度的要求,而各種信號噪聲相對不變,隨著時間漂移,每個傳感器受外界影響的敏感度增加,傳感器受外界干擾信號、環(huán)境因素的影響則會更大。
. 檢定與檢驗有什么不同?
檢定:對秤的計量性能是否符合國家法定要求進行的強制性檢查工作,一般由國家計量管理部門負(fù)責(zé)。
檢驗: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,使用中檢驗是非強制性的,是一種監(jiān)督性檢查,廠家和客戶都可以進行。
2. 哪些秤需要進行檢定?
1) 新制造或新安裝的秤;
2) 剛從國外進口的秤;
3) 檢定周期期滿的秤;
4) 經(jīng)修理過的秤;
5) 根據(jù)用戶要求或者因為某種原因?qū)е掠》饣蜚U封失效,需要進行檢定的秤;
3. 我公司生產(chǎn)的電子汽車衡屬于幾級秤? 三級秤
4. 國家對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:使用中檢驗的最大允許誤差是首次檢定最大允許誤差的2倍。
5. 國家對汽車衡稱量結(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) 進行重復(fù)性實驗:對同一載荷,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值。
2) 進行偏載實驗: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. 國家對檢定用標(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. 汽車衡鑒別力實驗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家檢定要求?
置零后,零點偏差對稱量結(jié)果的影響應(yīng)不大于0.25e。
10. 衡器上都有哪些標(biāo)志?
強制必備標(biāo)志:制造廠名稱、商標(biāo);準(zhǔn)確度等級;最大稱量、最小稱量、分度值、制造許可證標(biāo)志及編號。其它標(biāo)志;出廠編號等。
11. 稱量性能檢定時,至少測試幾個稱量點?是哪幾個稱量點?
至少測試5個稱量點,分別是:最小稱量、最大允許誤差改變的兩個點(500e和2000e)、50%最大稱量、最大稱量。
12. 秤的檢定周期是多長? 1年.
13. 國內(nèi)企業(yè)、個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《制造計量器具許可證》、《修理計量器具許可證》才可以進行衡器的生產(chǎn)、銷售和維修。
14. 國家縣級以上計量行政部門對提出檢定申請的行政作為是什么?
必須在自接到檢定申請后的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,使用中檢驗不合格的秤不準(zhǔn)使用。
16. 傳感器按信號輸出方式分可以分幾類?各有什么特點?
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,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,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)點外,還有以下優(yōu)點:
1) 抗干擾能力很強: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,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,其缺點是:屬于新興傳感器,雖然其良好性能已經(jīng)得到驗證,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,對傳感器施加1V的激勵電壓,此時的輸出信號為靈敏度,額定輸出(或者叫靈敏度)的單位以mv/V來表示。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的輸出值所決定的直線和增加負(fù)荷之實測曲線之間最大偏差對額定輸出值的百分比。
19. 蠕變的含義是什么?蠕變測試要求時間是多長?
在負(fù)荷不變(一般取為額定載荷),其它測試條件也保持不變的情形下,傳感器輸出隨時間的變化量對額定輸出的百分比。蠕變測試要求時間是:最長不超過30分鐘。
20. 什么是輸入阻抗?
信號輸出端開路,傳感器未加負(fù)荷時,從電源激勵輸入端測得的阻抗值。
21. 什么是輸出阻抗?
電源激勵輸入端短路,傳感器未加載荷時,從信號輸出端測得的阻抗。
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改變信號線長度將對稱量結(jié)果造成誤差:因為信號線長度改變時,信號線電阻值會相應(yīng)變化,將導(dǎo)致加在傳感器兩端的激勵電壓發(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,信號線電阻肯定變化,導(dǎo)致激勵電壓輸出變化,從而導(dǎo)致稱量誤差;③激勵電源本身的不穩(wěn)定性,也會造成誤差。六線制即傳感器使用的信號線為六芯,采用六線制后,增加的兩個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(后兩個均為儀表內(nèi)部的配置部件)這三者有關(guān),而與電纜線長度、溫度及電壓穩(wěn)定性情況無關(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?
分有線、直示式、無線三種。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或紅外遙控方式進行。無線式吊秤即無線數(shù)據(jù)傳輸,它接收和傳輸脈沖信號,傳輸距離比直式吊秤長,一般可達數(shù)百米。電子吊鉤秤的一個明顯缺點是對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,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?
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) 柱式傳感器的特點是:成本低,體積。〝y帶、維修方便),密封性能良好,對于潮濕環(huán)境
很適用,承載能力強;其缺點是靈敏度低(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)、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,對作用力點的變化不敏感;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:抗偏載能力強、準(zhǔn)確度高,傳感器受拉伸與壓縮時,靈敏度基本相同,所以特別適用于同時受拉和壓的測量;外形低、體積小、重量輕,易于安裝和維修;缺點是滿量程準(zhǔn)確度不高。橋式傳感器的特點是:靈敏度高,穩(wěn)定性強,能自動復(fù)位(因為橋式傳感器帶有鋼球),不用安裝限位裝置;缺點是: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、射頻(廣播、電視、通訊、雷達等發(fā)射裝置)、噪音、振動等都導(dǎo)致汽車衡信號線在傳輸電壓信號的過程中受到影響,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方面來努力:
1) 傳感器接地,對傳感器屏蔽;
2) 儀表屏蔽:一是對儀表外殼結(jié)構(gòu)進行抗干擾設(shè)計;二是儀表內(nèi)部線路與器件之間的屏蔽設(shè)計,包括電源變壓器的屏蔽設(shè)計、放大器的屏蔽設(shè)計與接地等。
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)境的場所;合金鋼:用于無腐蝕性環(huán)境的場所;鋁合金:一般用在量程小、價格低的場所。
28. 汽車衡基礎(chǔ)施工時,對各稱重點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. 請完整的描述從對載貨車或空車進行稱重到卸完貨或裝車完畢時用XK2000A9P存儲重量并打印的操作過程?
存儲重量:汽車上秤 按“打印”鍵 儀表進入輸入車號狀態(tài) 輸入車號
按“輸入”鍵 儀表進入輸入貨號狀態(tài) 輸入貨號 按“輸入”鍵 儀表進入存儲結(jié)果狀態(tài),存儲完畢顯示“Load” 汽車下秤
調(diào)出并打印稱量結(jié)果:汽車上秤 按“打印”鍵 儀表進入輸入車號狀態(tài) 輸入車號 按“輸入”鍵 儀表進入輸入貨號狀態(tài) 輸入貨號按“輸入”鍵 儀表進入打印狀態(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。檢測電路(實際是一個惠司登電橋)的作用是:將電阻變化情況轉(zhuǎn)換為電信號輸出。
32. 汽車衡基礎(chǔ)選址有什么要求?
1) 場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)無高壓線;
5) 地下部分無電纜、光纜、管道、管線等。
33. 如何確定儀表和傳感器是否搭配?