第四章-稱重設(shè)備

第四章計量設(shè)備第一節(jié)概述第二節(jié)臺秤第三節(jié)地中衡第四節(jié)皮帶秤

度量衡在中國源遠流長，是眾多古代文明奇葩中的一支。具體地講，度量衡是三種不同含義的計量：“度”是指長度測量，“量”是指容積測量，衡”是指質(zhì)量測量。度量衡伴隨著人類的生產(chǎn)、交易活動而產(chǎn)生，因此，度量衡的發(fā)展忠實地映射出人類文明發(fā)展的過程。一、衡器的發(fā)展簡史第一節(jié)概述

現(xiàn)今已經(jīng)出土的天平和砝碼，最早可以追溯到夏代，證明我國在夏代就知道利用杠桿原理制造衡器了，這就是衡器的祖先。

人們把秤和天平叫做“衡”(衡器)，把砝碼叫做“權(quán)”。

西周(公元前1046年一公元前771年)時的青銅器上發(fā)現(xiàn)有“金十寽(音慮)”“金十勻”等銘文，“金”就是銅，“寽”和“勻”是古代的質(zhì)量單位。由此判斷那時已用“金”作為交易的等價物且予以測量。（一）夏商周時期出現(xiàn)利用杠桿原理制成的衡器

眾所周知，秦始皇以“車同軌，書同文……權(quán)同輕重”統(tǒng)一了度量衡。

這一制度被沿襲下來，賦予衡器公正、清廉、嚴明的象征，對歷代衡器發(fā)展影響深遠。

秦及以后的銅權(quán)如圖所示，和今天所用的秤砣相似。（二）秦始皇統(tǒng)一度量衡，制度為歷朝沿襲

傳統(tǒng)意義上的衡器是指：利用作用在物體上的重力測定質(zhì)量的計量器具，如天平、計價秤、汽車衡、皮帶秤、吊秤、軌道衡、定量包裝機、配料系統(tǒng)等。

廣義的衡器泛指利用各種原理的所有能夠測定物體質(zhì)量的裝置以及可以測定與質(zhì)量有函數(shù)關(guān)系的相關(guān)量值的設(shè)備裝置，如計數(shù)秤、水分測定儀、密度儀、鐵路偏載或飛機重心監(jiān)測分析儀、物料高度檢測儀、起重安全警示器等，它們都是衡器大家族中的產(chǎn)品。

質(zhì)量是物體的一種重要基本屬性，它是物體慣性和引力大小的量度。衡器使用的質(zhì)量單位是國家法定計量單位，例如，kg(千克)、g(克)、mg(毫克)、μg(微克)、t(噸)。對于特殊應(yīng)用，如寶石貿(mào)易，可以用米制克拉

(1ct=0.2g)作為衡器的計量單位。（1克拉=0.0002千克克拉(Ct)是寶石的質(zhì)量(重量)單位,現(xiàn)定1克拉等于0.2克或200毫克。一克拉又分為100分,如50分即0.5克拉,）二、衡器的概念和工作原理1、衡器的概念

國際法制計量組織（OIML）1992年公布的衡器的定義為：

“利用作用在物體上的重力來確定該物體質(zhì)量的計量儀器（該儀器也可用來確定作為質(zhì)量函數(shù)的其它量值、數(shù)值、參數(shù)或特征）稱之為衡器”。

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14250—1993對衡器的定義：“利用作用在物體上的重力等各種稱量原理，確定質(zhì)量或作為質(zhì)量函數(shù)的其它量值、數(shù)值、參數(shù)或特征的一種計量儀器”。衡器是質(zhì)量計量儀器的簡稱，也就是主要用于確定物體質(zhì)量的一種計量儀器。

現(xiàn)代衡器的測量量限之比可以達到1015的量級，向下可以精準(zhǔn)到微克級，向上可以計量千噸級。

例如，最大稱量為20g的天平，可以準(zhǔn)確到1μg，甚至0.1μg；

電子計價秤最大稱量一般是3kg或15kg，其精度分別為1g或5g；電子吊秤最大稱量由數(shù)百克到數(shù)百噸；

汽車衡稱量為30～300t(礦用)；鋼鐵廠中的軌道衡可以稱量800t的鐵液。

電子汽車衡

隔熱式電子吊秤

電子計價秤

微量天平

2.質(zhì)量

衡器計量的對象是物體或物質(zhì)的質(zhì)量，衡器計量類屬質(zhì)量計量。

質(zhì)量是自然界中最基本、最主要、最常用的一個物理量，質(zhì)量的計量單位“千克”上國際單位制SI中7個基本單位之一。清楚地了解質(zhì)量的概念是衡器計量的最基本要求。

質(zhì)量的計量單位是千克，符號是kg，它等于國際千克原器的質(zhì)量。

國際千克原器保存在法國巴黎國際計量局，它用90%鉑和10%銥的鉑銥合金制成，幾何形狀是高和直徑均為39mm的圓柱體。

國際千克原器是國際單位制中7個SI基本單位中，惟一仍在使用的實物基準(zhǔn)。

質(zhì)量的特點：質(zhì)量是物體固有的一種屬性，對確定的物體其質(zhì)量值是一個恒定不變的標(biāo)量。3.杠桿

凡是受到外力作用后，能繞著一個固定點轉(zhuǎn)動的物體稱為杠桿。杠桿可以是直桿，也可以是曲桿或其他形式。支點：杠桿繞其轉(zhuǎn)動的固定點O；重點：被動力的作用點A;

力點：主動力的作用點B。支點到外力作用線的垂直距離稱為杠桿的臂。支點到重點的垂直距離稱為重臂（AO)。支點到力點的垂直距離稱為力臂（OB)。abABOWP

杠桿兩臂之比稱為臂比，一般用重臂與力臂之比稱為臂比。

臂比=重臂/力臂習(xí)慣上，將力臂與重臂之比稱為杠桿的傳力比。根據(jù)支點、重點和力點在杠桿中的位置不同，杠桿可分為三類：第一類杠桿：支點位于重點和力點之間的杠桿。第二類杠桿：重點位于支點和力點之間的杠桿。第三類杠桿：力點位于支點和重點之間的杠桿。3.1杠桿原理

絕大多數(shù)的機械式衡器都是根據(jù)杠桿原理制成的。如圖所示，O為杠桿支點，A為杠桿重點，La和Lb表示兩臂長，m1為已知砝碼的質(zhì)量，m為被稱量物體的質(zhì)量。

根據(jù)杠桿平衡原理：當(dāng)杠桿平衡時，作用于杠桿上的力對支點的合力矩等于0。其平衡方程式為

mgLa=m1gLb

由于杠桿兩端重力加速度g相等，故式上式可寫成

m=mo

由此得到被稱物體的質(zhì)量。3.2彈性組件變形原理

彈性組件變形原理的理論依據(jù)是虎克定律，即在彈性限度內(nèi)，彈性物體的變形量與產(chǎn)生此變形量的外力成正比。

△L=KF

式中：F——作用在彈簧上的外力；△L——彈簧的伸長量；

K——比例系數(shù)（取決于彈簧材料的彈性系數(shù)）。彈性組件的的形式很多，彈簧秤的彈性組件是彈簧；稱重傳感器中還常用應(yīng)變片、應(yīng)變絲作為敏感組件。下面分析彈簧秤的工作原理。設(shè)不衡量物體時，彈簧秤彈簧長度為Lo，將質(zhì)量為m的物體掛在彈簧秤的小鉤上，彈簧秤在物體的重力W=mg作用下由Lo拉長到L，彈簧伸長后產(chǎn)生彈力，彈力與物體重量相相平衡時，固定在彈簧上的指針停止在標(biāo)牌的某刻度處。根據(jù)胡克定律可知：

L—Lo=KW

或

△L=Kmg

上式表明，彈性組件變形量的大小與物體的重力成正比。

通過測量被秤量物體作用于彈性組件上的變形量，可實現(xiàn)物體的質(zhì)量計量。3.3力—電電轉(zhuǎn)換原理

力電轉(zhuǎn)換原理是通過力—電轉(zhuǎn)換組件將作用于其上的被測物體的重力按一定的函數(shù)關(guān)系轉(zhuǎn)換為電量（電壓、電流、頻率等）輸出，然后用測量顯示儀表將被測物體的質(zhì)量顯示出來。

由力—電轉(zhuǎn)換組件構(gòu)成的衡器稱為電子衡器。

電子衡器通常由稱重傳感器、顯示儀表和承重傳力系統(tǒng)構(gòu)成。

稱重傳感器是電子衡器的核心，根據(jù)力—電轉(zhuǎn)換組件的不同形式，常用的稱重傳感器形式有電阻應(yīng)變式稱重傳感器、電容式稱重傳感器、壓電式稱重傳感器等。3.4液壓原理

利用液體壓力傳遞的性質(zhì)，根據(jù)液面平衡、壓強相等原理，衡量得出質(zhì)量的大小。

利用液壓原理制成的液壓秤并不多見。3.5稱重的測量方法稱重的方法有直接稱量和間接稱量兩種。

(1)直接稱量

通過用稱量結(jié)果直接與標(biāo)準(zhǔn)量比較而得到檢測結(jié)果的方法，稱為直接稱量。如用機械天平稱量物體質(zhì)量時，就是將被測質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)砝碼進行比較，由天平直接給出被測質(zhì)量值。(2)間接稱量把被測質(zhì)量變換成與被測質(zhì)量有函數(shù)關(guān)系的其他量，再去與標(biāo)準(zhǔn)量比較而得到檢測結(jié)果的方法，稱為間接稱量。如電子秤一般是先由傳感器將力信號轉(zhuǎn)變成電信號，再經(jīng)過與標(biāo)準(zhǔn)砝碼標(biāo)定過的檢測電路進行比較后給出被測質(zhì)量值，如圖所示。載荷承載器稱重傳感器組件電子測量轉(zhuǎn)換器顯示器功能鍵盤

在電子衡器的傳感器中，使用最多的是電阻應(yīng)變式傳感器，通常方法是測量彈性體在物體重力作用下產(chǎn)生的形變，通過應(yīng)變計將形變轉(zhuǎn)換為電信號，再經(jīng)過稱重儀表測量并最終顯示物體的質(zhì)量。

其他測量彈性體形變的方法還有電容法、電感法、差動變壓器法、諧振法等多種方法。

作為高準(zhǔn)確度測量，電子秤大多采用電磁平衡力的方法。電子衡器工作原理圖

大多數(shù)衡器均采用力學(xué)原理制成，如杠桿原理、彈性原理、液壓原理等。

除此之外，還可應(yīng)用各種物理現(xiàn)象的壓電效應(yīng)、電磁效應(yīng)來測量物體的質(zhì)量，還有利用射線衰減效應(yīng)制造的核子皮帶秤等。

4、衡器稱重原理及方法

用來測量質(zhì)量(重量)的器具有上百種，其測量原理、用途和使用環(huán)境各不相同，因而可以從不同角度來進行分類，因此分類的方法很多。以下僅列出常遇到的幾種。1.按法制管理目錄分類

2.按用途分類

三、衡器的分類由計量法所規(guī)定的法制管理目錄，可將衡器劃分為兩大類：

強制性管理衡器

非強制管理衡器。

在我國，凡是用于公眾貿(mào)易結(jié)算的衡器，均列人強制性管理目錄進行法制管理，須取得計量器具制造許可方能進行銷售和使用，而且在使用中還要定期接受計量管理部門的計量性能檢定和監(jiān)督。按照衡器的用途，可大體分為以下類別：(1)商業(yè)用衡器：

如計價秤、郵資秤、標(biāo)簽零售秤、商用案秤、商用臺秤等。(2)工業(yè)用衡器：如吊秤、汽車衡、軌道衡、配料秤、定量包裝秤、液體灌裝秤、鋼包秤、鋼材秤、分檢秤、皮帶秤、轉(zhuǎn)子秤等。(3)醫(yī)用衡器：如嬰兒秤、病床秤、透析用秤等。(4)實驗室用衡器：如精密分析天平、實驗室天平等。(5)家庭用衡器：如廚房用秤、體重秤、“手掌”秤等。軌道衡定量包裝秤配料秤液體灌裝秤鋼包秤鋼材秤

上面所列的計價秤、郵資秤、標(biāo)簽零售秤、汽車衡、軌道衡、配料秤、定量包裝秤、分檢秤、廚房用秤、體重秤、嬰兒秤、病床秤等衡器的命名都是很明確地聯(lián)系到它們的具體用途；

而案秤、臺秤(見下圖)、吊秤、皮帶秤(見下圖)、轉(zhuǎn)子秤等的命名則是另一種構(gòu)思，來源于它們的外觀或樣式。臺秤皮帶秤3.按結(jié)構(gòu)分類

(1)機械衡器

如彈簧度盤秤、杠桿式天平、臺秤、案秤、地中衡等。機械衡器稱重是基于靜力或力矩平衡原理，“稱”出的是物體的質(zhì)量(彈簧度盤秤除外)。

(2)電子衡器

隨著科技發(fā)展，各類衡器產(chǎn)品都廣泛應(yīng)用了電子技術(shù)，電子衡器的發(fā)展日新月異。使用稱重傳感器的電子秤，是將重力值轉(zhuǎn)換為電量，“稱”出的是物體的重量，結(jié)果與測量處的重力加速度有關(guān)。

機械秤：利用不等臂杠桿原理工作。由承重裝置、讀數(shù)裝置、基層杠桿和秤體等部分組成。讀數(shù)裝置包括增砣、砣掛、計量杠桿等?；鶎痈軛U由長杠桿和短杠桿并列連接。稱量時力的傳遞系統(tǒng)是：在承重板上放置被稱物時的4個分力作用在長、短杠桿的重點刀上，由長杠桿的力點刀和連接鉤將力傳到計量杠桿重點刀上。通過手動加、減增砣和移動游砣，使計量杠桿達到平衡，即可得出被稱物質(zhì)量示值。機械臺秤結(jié)構(gòu)簡單，計量較準(zhǔn)確，只要有一個平整堅實的秤架或地面就能放置使用。電子稱：利用非電量電測原理的小型電子衡器。由承重臺面、秤體、稱重傳感器、稱重顯示器和穩(wěn)壓電源等部分組成。電子稱可分為：計重電子稱和計數(shù)電子稱等。稱量時，被測物重量通過稱重傳感器轉(zhuǎn)換為電信號，在由運算放大器放大并經(jīng)單片微處理機處理后，以數(shù)碼形式顯示出稱量值。電子稱可放置在堅硬地面上或安裝在基坑內(nèi)使用。具有自重輕、移動方便、功能多、顯示器和秤體用電纜連接、使用時可按需要放置等特點。除稱重、去皮重、累計重等功能之外，還可與執(zhí)行機構(gòu)聯(lián)機、設(shè)定上下限以控制快慢加料，可作小包裝配料機械秤和電子秤的比較：

機械秤特點：1.機械衡器采用杠桿原理，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝調(diào)整時，只有具備豐富經(jīng)驗的技術(shù)人員才能達到產(chǎn)品設(shè)計的要求；2.其刃口和支承極易磨損，影響稱量精度和靈敏度；3.稱量速度慢，維護操作不方便，維修周期短，維護費用高，在稱量過程中容易產(chǎn)生人為誤差；4.采用刻度模擬量指示，稱量結(jié)果不能自動打印記錄和遠距離傳遞，讀數(shù)不直觀，不能參與計算機管理。

機械秤和電子秤的比較：

電子秤的優(yōu)勢：（1）電子秤使用稱量范圍廣;（2）電子秤準(zhǔn)確度高、分辨率強;（3）電子秤全部為數(shù)字顯示，直觀明了，減少人為誤差;（4）電子秤能夠進行自動化控制;（5）電子秤可以進行遠距離的操作;（6）電子秤特有功能：扣重、預(yù)扣重、歸零、累計、警示等;（7）電子秤保養(yǎng)維護簡單;（8）電子秤體積小;（9）電子秤智能化，反應(yīng)快，效率高；（10）電子秤特殊行業(yè)，可接打印機或電腦驅(qū)動;（11）電子秤安裝、校正簡單。

電子秤采用現(xiàn)代傳感器技術(shù)、電子技術(shù)和計算機技術(shù)一體化的電子稱量裝置，能夠滿足并解決現(xiàn)實生活中提出的"快速、準(zhǔn)確、連續(xù)、自動"稱量要求，同時有效地消除人為誤差，使之更符合法制計量管理和工業(yè)生產(chǎn)過程控制的應(yīng)用要求。

28常見倉儲計量設(shè)備電子秤地重衡和軌道衡29常見倉儲計量設(shè)備電子吊秤自動檢重秤電子皮帶秤3031

電子吊秤電子吊秤（吊式）

4.按稱重狀態(tài)分類

(1)靜態(tài)衡器如天平、臺秤、案秤等。

(2)動態(tài)衡器如皮帶秤、分檢秤、自動軌道衡、公路超載預(yù)

檢用的汽車衡等。5.按稱重原理分類

(1)根據(jù)力平衡或力矩平衡原理制作的衡器

(如天平、杠桿秤、機械秤等)。

(2)根據(jù)胡克彈性原理制作的衡器

(幾乎包含了所有物理原理，如應(yīng)用電阻應(yīng)變計、電容法、電感法、電磁法、壓電法、光學(xué)法、電磁力補償法、振弦、諧振音叉、諧振、聲表面波等方法制作的衡器)。

(3)利用其他物理原理測量物體質(zhì)量的儀器

(如液壓秤、質(zhì)譜儀、陀螺式測力裝置、核子皮帶秤等)。

6.按操作方式分類根據(jù)衡器的操作方式的不同，把衡器分為非自動衡器和自動衡器兩類。（1）非自動衡器

非自動衡器，又稱非自動秤，它是指在稱量過程中需要人員操作（例如向承載器加放或卸去載荷或取得稱量結(jié)果）的秤。對此類秤的指示或打印的稱量結(jié)果均用“示值”一詞來表述，是可以直接觀察的。

目前制造和使用的衡器95%以上是屬于非自動衡器。（2）自動衡器自動衡器，是指在稱量過程中無需操作者干預(yù)就可獲得稱量結(jié)果的衡器。

例如皮帶秤、自動定量秤、電磁吸盤吊秤及自動軌道衡等。

綜上所述，衡器按操作方式可以歸納為：自動秤和非自動秤；非自動秤又分為自動指示秤、非自動指示秤、模擬指示秤、數(shù)字指示秤。非自動秤可以是自動指示；非自動指示。

非自動指示秤是指完全靠人員操作來取得平衡位置的秤。

自動指示秤是指無人操作即可取得平衡位置和稱量結(jié)果的秤。非自動秤按指示方式的不同，又可分為：模擬指示秤；數(shù)字指示秤。1．衡器(weighinginstrument)

利用各種稱重技術(shù)，確定物體質(zhì)量或作為質(zhì)量函數(shù)的相關(guān)數(shù)值、量值、參數(shù)或特性的計量器具(廣義定義)。按其操作方式，衡器被分為自動衡器和非自動衡器。2．非自動衡器(non—automaticweighinginstrument)

在稱重過程中需要操作者干預(yù)(例如需要人或通過人的操作向承載器加上或卸去載荷)而獲取稱量結(jié)果的衡器。3．自動衡器(automaticweighinginstrument)

在稱量過程中不需要操作者干預(yù)，并能按照預(yù)定的處理程序自動工作的衡器。4．稱重系統(tǒng)(weighingsystem)

與其他相關(guān)設(shè)備組合起來，以執(zhí)行特定稱量過程的衡器。5．電子衡器(electronicweighinginstrument)

凡是裝有電子裝置的衡器都稱為電子衡器。6．靜態(tài)稱重(staticweighing)

在稱重期間，被稱量的物體(載荷)保持穩(wěn)定的稱重操作。四、衡器的基本術(shù)語7．動態(tài)稱重(dynamicweighing)

動態(tài)稱重一般可分為三類情況：

第一類，在稱重過程中，被稱物的質(zhì)量是隨時變化的，或增加或減少，這類衡器主要有非連續(xù)累計秤、定量包裝秤、累彬組合秤、減量秤等；

第二類，在稱重過程中，被稱物與承載器問有相對運動，如皮帶秤、動態(tài)軌道衡、動態(tài)汽車衡、分檢秤等；

第三類，衡器安裝在行駛的車輛上、航行的船上、飛機上以及在太空中飛行的航天器上。

絕大部分動態(tài)稱重衡器都屬于自動衡器。

第一類動態(tài)稱重的測量準(zhǔn)確度，很大程度上取決于被稱物料的性質(zhì)：

如顆粒大小、密度以及是否是多種不同物性混合物等。

解決的主要方法是設(shè)計更合理的下料機構(gòu)，設(shè)計更有效的修正數(shù)學(xué)模型。第二類動態(tài)稱重主要是如何消除運動物體由于運動而產(chǎn)生的振動和其他附加干擾力的影響。

解決方法是設(shè)計合理的承載器，設(shè)計有效的濾波器和數(shù)字處理算法，以及能滿足快速稱重的新型稱重傳感器。

例如使用壓電薄膜電纜式稱重傳感器解決高速行駛車輛的稱重問題。

8．模塊(module)

可從衡器中分離出的一個獨立部分，能夠完成一種或幾種特定的功能，并且可以對其計量和技術(shù)性能進行單獨評價。

衡器的典型模塊是稱重傳感器、稱重顯示控制儀表、模擬或數(shù)字數(shù)據(jù)處理裝置、稱重模塊、終端和遠程顯示器。模塊可以取得獨立的形式批準(zhǔn)證書。9．稱重模塊(weighingmodule)

包括衡器所有機械和電子裝置(即承載器、載荷傳遞裝置、稱重傳感器和模擬數(shù)據(jù)處理裝置或數(shù)字數(shù)據(jù)處理裝置)部分，但不包括稱量結(jié)果顯示器。稱重模塊可以選擇多個裝置對衡器做進一步的(數(shù)字)數(shù)據(jù)處理和操作。10．毛重值G或B(grossvalue)

皮重裝置或預(yù)置皮重裝置不運行時，衡器上載荷的重量示值。

11．皮重值T(tarevalue)

由皮重稱量裝置確定的載荷重量示值。

12．凈重值N(netvalue)

皮重裝置運行后，衡器上載荷的重量示值。

13．最大稱量Max(maximumcapacity)

不考慮添加皮重的最大稱重能力。

14．最小稱量Min(minimumcapacity)

小于該載荷值時，稱量結(jié)果可能產(chǎn)生過大的相對誤差。15．稱量范圍(weighingrange)

最小稱量和最大稱量之間的范圍。16．最大安全載荷Lim(maximumsafeload)

在衡器的計量性能不發(fā)生永久性改變的前提下，衡器所能承受的最大靜載荷。17．實際分度值d(actualscaleinterval)

以質(zhì)量單位表示的值，對模擬指示，是指兩個相鄰標(biāo)尺標(biāo)記對應(yīng)值的差；對數(shù)字指示，是指相鄰兩個示值的差。18．檢定分度值e(verificationscaleinterval)

檢定分度值代表了衡器的絕對準(zhǔn)確度，用于對衡器準(zhǔn)確度分級和檢定，是以質(zhì)量單位表示的值。在有刻度而無輔助指示裝置的衡量儀器上，e=d。在具有輔助指示裝置的Ⅰ、Ⅱ級衡量儀器上，要求d＜e≤10d，且e=10kkg，K為正、負整數(shù)或零。19．檢定分度數(shù)n(numberofverificationscaleintervals)

最大稱量和檢定分度值的商，n=Max／e。n代表衡器的相對準(zhǔn)確度。

1．測量誤差的概念及種類稱重過程實際上是測量過程，在一切科學(xué)實驗和各種測量工作中，自始至終都會產(chǎn)生測量誤差。

(1)誤差概念由于被測量定義、測量手段的不完善，測量結(jié)果和它的真值并不一致。測量結(jié)果與真值之間的差異就是測量誤差。真值是指一個物理量在一定條件下所具有的客觀量值，又稱為理論值或定義值，如三角形內(nèi)角之和恒等于1800，一個整圓的圓心角恒等于3600等。真值是個理論概念，在工程中并不能確切得到。實際計算中常使用約定真值。約定真值是指對于給定目標(biāo)具有適當(dāng)不確定度的、賦予特定量的值。常把下面幾種約定值規(guī)定為真值：

1)理論真值。

2)計量學(xué)約定真值。國際計量大會的決議已定義了長度、質(zhì)量、時間、電流、熱力學(xué)溫度、發(fā)光強度及物質(zhì)的量這七大基本單位。凡是滿足有關(guān)規(guī)定條件復(fù)現(xiàn)出的數(shù)值即為計量學(xué)約定真值。

3)標(biāo)準(zhǔn)器的相對真值。

4)在有些情況下，可以認為高一級標(biāo)準(zhǔn)器的測量值是低一級標(biāo)準(zhǔn)器或普通儀表測量值的相對真值。五、誤差及衡器模塊間的誤差分配(2)絕對誤差、相對誤差和相對百分誤差測量誤差通常以絕對誤差、相對誤差和相對百分誤差表示。

1)絕對誤差是指儀器的指示值與被測量真值之差，即：△X=Xi-X0式中△X——絕對誤差。絕對誤差有大小、單位和符號。它不能完整地反映測量的好壞，只能反映某測量點的準(zhǔn)確度。一般從各個測量點的絕對誤差中選取最大的絕對誤差作為儀器的最大誤差。

2)相對誤差通常是指儀器的絕對誤差與被測量真值之比，即：△=△X/X0×100%式中△——相對誤差。

由上式可以看出，相對誤差不僅與絕對誤差的大小有關(guān)，也與被測量的大小有關(guān)，一般以百分比表示。

3)相對百分誤差(也叫做引用誤差或相對折合誤差)通常是指儀器的絕對誤差與測量儀器的量程之比，即：

δ=△X/X上-X下×100%

式中δ——相對百分誤差；

X上—儀器測量范圍上限值；X下—儀器測量范圍下限值。

由公式可以看出，相對百分誤差不僅與絕對誤差的大小有關(guān)，也與儀器測量范圍有關(guān)，它能比較準(zhǔn)確地反映儀器的準(zhǔn)確程度。減小儀器測量范圍，可以達到提高儀器準(zhǔn)確度的目的。(3)誤差分類

1)系統(tǒng)誤差：系統(tǒng)誤差是在相同條件下對同一被測量進行多次測量所得結(jié)果的平均值與被測量真值之差。系統(tǒng)誤差是有一定規(guī)律的誤差，一般可用修正的方法進行校正。如儀表零點偏高造成示值偏高，可以調(diào)低零點。

2)隨機誤差(偶然誤差)：隨機誤差是指在相同條件下對同一被測量進行多次測量所得結(jié)果與其平均值之間的差異。由于偶然因素(如溫度、濕度、電壓、噪聲等)變化的影響，各次的檢測值之間產(chǎn)生差異，這種誤差是不確定因素。對于單個測量誤差，無規(guī)律可循，難以估計。但多次測量出現(xiàn)的偶然誤差，則服從統(tǒng)計規(guī)律。

3)粗大誤差：粗大誤差是在相同條件下，對一個被測量進行多次測量時，由于操作不當(dāng)所造成的誤差。粗大誤差嚴重歪曲測量結(jié)果，須從測量數(shù)據(jù)中剔除。因此，要求操作者一定加強責(zé)任心，避免粗大誤差的產(chǎn)生。分析誤差產(chǎn)生的原因，不外乎從測量裝置、測量方法、測量人員、測量環(huán)境等幾個方面去考慮。2.衡器誤差術(shù)語及符號

(1)示值誤差E(errorofindication)

衡器的示值減去相應(yīng)載荷質(zhì)量的約定真值。(2)固有誤差I(lǐng)(intrinsicerror)

在標(biāo)準(zhǔn)條件下確定的衡器的誤差。(3)最大允許誤差MPE(maximumpermissibleerror)

衡器處于標(biāo)準(zhǔn)位置且在空載時調(diào)至零，在使用參考標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量或標(biāo)準(zhǔn)砝碼確定示值與相應(yīng)真值之間的差時，技術(shù)法規(guī)所允許的正的或負的最大差值。Mel表不首次檢定最大允許誤差，MPE2表示使用中最大允許誤差。

(4)增差(fault)

衡器的示值誤差與固有誤差之差。原則上，增差是電子衡器內(nèi)部或經(jīng)由電子衡器的數(shù)據(jù)非意愿變化而造成的。(5)顯著增差(significantfault)

大于е的增差。以下情況即使超過е，也不認為是顯著增差：

1)在衡器內(nèi)部同時發(fā)生的，且由相互獨立的諸原因引

起的增差。

2)無法進行任何測量的增差。

3)其嚴重程度足以引起關(guān)注測量結(jié)果人員注意的增差。

4)由于示值瞬間變化而引起的暫時性增差，且無法作為

測量結(jié)果解釋、存儲或傳輸。第二節(jié)臺秤一、機械臺秤（一）概述

最大稱量在50kg以上，2000kg以上的可移動式的機械杠桿秤叫臺秤。

TG

T—500

表示以kg為單位的最大稱量（500kg）。

表示秤的計量方式。T為增鉈和游鉈計量方

式，鉈（TUO)的漢語拼音第一個字母為T

表示秤的結(jié)構(gòu)。G為杠桿式結(jié)構(gòu)（GANG)

的漢語拼音第一個字母為G

表示秤的類別。T為臺秤，臺（TAI)的漢語

拼音第一個字母為T

（二）臺秤的型號、技術(shù)參數(shù)TGT臺秤的主要技術(shù)參數(shù)

產(chǎn)品型號最大稱量kg最小稱量kg臂比分度數(shù)分度值g準(zhǔn)確度等級稱重板尺寸（長×寬）mm×mm外形尺寸長×寬×高mm×mm×mm自身質(zhì)量kgTGT-500TGT-300TGT-500TGT-10005030050010000.444101:501:1001:1001:100250015002500200020200200500ⅢⅢⅢⅢ400×300600×450800×6001000×750615×312×600953×545×11041223×855×11041473×1065×11502575138170TGT臺秤計量杠桿、承重杠桿技術(shù)參數(shù)產(chǎn)品型號計量杠桿長承重杠桿短承重杠桿支重距mm支力距mm最大示值kg分度值kg刻線長度mm游鉈質(zhì)量kg支重距1mm支重距2mm支力距mm支重距mm支力距mmTGT-50TGT-300TGT-500TGT-10006050506030040040048022525500.020.20.20.52002502503000.60.40.40.850608010016526034543550075010001250506080100165260345435增鉈規(guī)格質(zhì)量產(chǎn)品型號增鉈規(guī)格kg數(shù)量自身質(zhì)量kgTGT-5020104212120.40.20.080.04TGT-300100502521110.50.25TGT-50020010050251211210.50.25TGT-100020010050411210.5（三）臺秤的工作原理

當(dāng)被稱物體放在臺秤的承重板上時，物體的重力通過承重板上的刀承分別把重力傳遞給長杠桿的重點刀和短杠桿的重點刀，通過連接環(huán)將長、短承重杠桿合成后的力傳遞到長杠桿合成后的力傳遞到長杠桿的合成重點刀，然后通過連桿把長杠桿的合成力點刀上的力傳遞到計量杠桿上的重點刀，通過計量杠桿與游鉈、增鉈的重力相平衡。

這樣就可以通過游鉈的位置，增鉈的標(biāo)稱值，稱出放置在承重板上物體的質(zhì)量。

即：被稱量物體質(zhì)量=增鉈標(biāo)稱值+游鉈所處刻度值臺秤工作原理示意圖：被稱物體oAB計量杠桿長杠桿短杠桿o1o2連接環(huán)連桿（四）臺秤的結(jié)構(gòu)

TGT臺秤是由承重裝置、杠桿系統(tǒng)、計量讀數(shù)裝置和秤體4部分組成。1.承重裝置承重裝置由承重板、承重腳和刀承組成，它是支撐被稱量物體重力并將重力傳遞給承重杠桿的裝置。承重裝置的作用是供放置被稱量物體，并將其重力傳遞給長、短杠桿，并保護長、短杠桿不受直接外力的沖擊。2.杠桿系統(tǒng)杠桿系統(tǒng)是由長杠桿、短杠桿和連接環(huán)等組成。長杠桿、短杠桿又稱承重杠桿，它們是杠桿系中最接近承重裝置的杠桿，也是最先承接被稱物體重力的杠桿。長杠桿為復(fù)式合體杠桿，屬第二類杠桿。長杠桿上有兩個支點，三個重點和一個力點。短杠桿為合力合體杠桿，也屬于第二類杠桿。短杠桿體上有兩個支點、兩個重點和一個力點。杠桿系統(tǒng)的作用：1、固定承重裝置的位置并使其保持水平狀態(tài)。2、將承重裝置上的重力按一定的正確必烈傳遞到讀

數(shù)裝置上。3、緩沖和穩(wěn)定被稱物體對承重裝置的沖擊。3.讀數(shù)裝置讀數(shù)裝置是由計量杠桿和游鉈、增鉈、增鉈盤等組成。計量杠桿的示值讀數(shù)裝置，是通過操作標(biāo)尺上的游鉈與增鉈來平衡被稱物體重量并指示出質(zhì)量值。計量杠桿的作用：（1）與承重杠桿一起構(gòu)成臺秤的總臂比，是杠桿系的

終端，通過增鉈的標(biāo)稱值和游鉈在標(biāo)稱值上的位

置表示出質(zhì)量。（2）表現(xiàn)臺秤的計量性能，

臺秤的穩(wěn)定性、靈敏性、

重復(fù)性和準(zhǔn)確性都是

通過計量杠桿反映出來的。（3）通過計量杠桿尾部的平衡

調(diào)整鉈來調(diào)整空秤的平衡。

4、秤體裝置秤體裝置是由秤體、連接勾和支點環(huán)組成，TGT臺秤的秤體是確定杠桿系位置，上掛下連，形成一個合理布局、操作方便的整體造型的骨架裝置。秤體裝置的主要作用：（1）秤體底座是確定杠桿系承重杠桿4個支點位置的框

架，使4個支點刀承工作面處于同一水平面上，中

心距離準(zhǔn)確，4個輪子與工作臺面著實，保證承重

杠桿的吊掛的水平位置準(zhǔn)確。（2）秤體立柱是臺秤的兩個杠桿連接部位的支承裝置，

立柱的裝配要垂直于框架4個支點刀承工作水平面，

這樣才會保證杠桿連接裝置的垂直度和力的傳遞方

向準(zhǔn)確，減少傳遞中產(chǎn)生的誤差。（3）頂板的安裝也要保證在一定的水平位置，要與框架

4個支點刀承工作面相平衡，使計量杠桿處于水平

平衡位置，才能保證臺秤準(zhǔn)確度和靈敏度?！鯰N及TNS系列◎碳鋼/不銹鋼圓管焊接◎結(jié)構(gòu)扎實，強度高，外形美觀，適用范圍廣◎4050，6080尺寸可選配拉伸秤盤■TH及THS系列◎碳鋼/不銹鋼方管焊接◎結(jié)構(gòu)扎實，強度高，最大稱量可達到1000kg◎4050，6080尺寸可選配拉伸秤盤■TF及TFS系列◎碳鋼/不銹鋼方管折彎◎秤體橢圓形，圓角模具加工，精度高Aspire臺秤系列TT系列---碳鋼一次拉伸成型臺秤TL系列---鋁壓鑄臺秤Aspire臺秤系列（五）臺秤的正確使用方法

臺秤的正確使用，不但可以得到準(zhǔn)確可靠的稱量結(jié)果，而且還能保持臺秤的計量性能的穩(wěn)定性，延長使用壽命。臺秤使用要注意一下幾點：（1）使用前，將臺秤放置平穩(wěn)，落實在一個堅實且平坦的地面上，四輪同時著地，秤體不能傾斜。（2）使用具有檢定合格標(biāo)志的秤，并在有效期檢定周期內(nèi)使用。（3）秤上零部件應(yīng)完好無損，增鉈配套齊全，封蓋完好并有檢定印、證，游鉈移動自如。（4）連續(xù)稱量時，要經(jīng)常注意秤的零點狀態(tài)，每稱量10-20次要調(diào)整一次零點。（5）游鉈指示邊應(yīng)與標(biāo)尺分度線平行。讀數(shù)時，應(yīng)注意對正分度線，預(yù)置游鉈時，游鉈指示邊應(yīng)對準(zhǔn)相應(yīng)示值分度線。二、電子臺秤電子衡器是一種利用力——電轉(zhuǎn)換原理，將非電量“質(zhì)量”轉(zhuǎn)換為電量進行測量的計量設(shè)備。

電子衡器也可以說是裝有電子裝置的一種衡器。（一）概述（二）電子臺秤的工作原理電子衡器原理方框圖：物體傳感器電源放大電路顯示儀表秤體稱重傳感器

當(dāng)被稱物體放置在秤體的秤臺上時，其重量便通過秤體傳遞到稱重傳感器，傳感器隨之產(chǎn)生力——電效應(yīng)，將物體的重量轉(zhuǎn)換成與被稱物體重量成一定函數(shù)關(guān)系的電信號。該信號傳輸?shù)椒Q重數(shù)顯儀表后，經(jīng)放大、濾波、數(shù)模轉(zhuǎn)換等環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)換稱數(shù)字量，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)砝碼標(biāo)定之后，由顯示器以數(shù)字方式將物體的質(zhì)量顯示出來，實現(xiàn)對被稱物體的稱量。（三）電子臺秤的組成1、承重、傳力復(fù)位系統(tǒng)它是被測物體與轉(zhuǎn)換元件之間的機械傳力復(fù)位系統(tǒng)，又稱為電子衡器的秤體。包括接受被測物體載荷的承載裝置，傳力結(jié)構(gòu)與限位減震機構(gòu)等。它的作用是將被測物體的質(zhì)量完整地傳遞給承重傳感器的機械系統(tǒng)。2、稱重傳感器稱重傳感器是將非電量轉(zhuǎn)換成電量的元件。它是把承重裝置傳遞的物體重量轉(zhuǎn)換為電量輸出的元件。其輸出的電量與重量之間一般呈線性關(guān)系。因此是一種重量信息的轉(zhuǎn)換器。他們借助于轉(zhuǎn)換元件，接受重量信息，并按一定規(guī)律將它轉(zhuǎn)換成便于測量的物理量。轉(zhuǎn)換元件是稱重傳感器最基本的組成部分。

秤腳傳感器3、測量顯示和數(shù)據(jù)輸出的測量裝置處理稱重傳感器輸出信號的電子線路和指示記錄部件，通常稱為測量儀表或二次儀表。在數(shù)字式的測量電路中，包括前置放大、濾波、運算、計數(shù)、控制、顯示等環(huán)節(jié)。在先進的電子秤中已將微處理器或小型計算機系統(tǒng)作為測量和顯示部件，使電子衡器能完成無人操作、自動識別等更復(fù)雜的功能，因此要求測量電路應(yīng)具有高的信噪比和足夠的增益以及盡可能小的失真。電子臺秤組成傳感器秤腳臺秤組成秤盤上秤架稱重儀表立柱下秤架緩沖橡膠板傳感器支腳過載保護螺釘（四）電子臺秤結(jié)構(gòu)特點負荷通過秤盤傳給秤架，秤架受力點是多點傳力，可用有限元計算秤架強度、剛度秤架要設(shè)置過載保護秤量3kg～600kg，分度數(shù)n=（≤）3000秤體是框架式結(jié)構(gòu)，分上下支架緩沖橡膠板過載保護螺釘過載保護螺釘應(yīng)變片彈性體下支撐變形梁加載單只使用小容量-kg～2t鋁質(zhì)多，鋼質(zhì)少膠密封/焊接密封傳感器配置臺秤臺面大小受限制臺秤角差調(diào)整要挫傳感器變形梁臺秤用單點彎曲梁式傳感器

（五）電子臺秤的特點1.安裝方便，性能可靠；2.數(shù)字顯示，清晰直觀，稱重迅速、

準(zhǔn)確；3.具有耐沖擊并有超載保護裝置，使

用壽命長；4.外形美觀、大方，結(jié)構(gòu)輕巧，操作

方便。5.抗沖擊能力差■DH及DHS系列花紋板碳鋼/不銹鋼護框型地磅■DC及DCS系列花紋板碳鋼/不銹鋼超低地磅■DF及DFS系列

花紋板碳鋼/不銹鋼無框型地磅（六）Aspire平臺秤

1.Aspire平臺秤系列2.平臺秤組成五孔接線盒臺面花紋板信號電纜5米秤臺（秤體+框架+接線盒+傳感器）儀表金鳥（Kingbird）單剪切梁式傳感器SBC型/SB型

選配件---引坡平臺秤組成底框秤體傳感器接線盒螺栓限位柱3.平臺秤用單剪切梁式傳感器變形梁應(yīng)變片彈性體加載支撐傳力復(fù)位機構(gòu)4只使用受力點變化對輸出的影響小線性好，精度高鋼質(zhì)/不銹鋼抗側(cè)向能力強高度低，外形小4.平臺秤的傳力機構(gòu)形式雙頭不倒翁圓柱鋼球/鋼碗螺桿+關(guān)節(jié)座單頭不倒翁圓柱5.平臺秤結(jié)構(gòu)特點（1）秤量0.5t～5t，大的做到10t。（2）計量性能，分度數(shù)一般n≤3000。（3）用4只傳感器，要配接線盒。（4）四角誤差可以通過接線盒電位器調(diào)整。（5）臺面板與秤架組焊成一體，

采用間斷焊縫，帶框秤必

須設(shè)置縱向、橫向限位，用經(jīng)典力學(xué)計算要分別

計算二個方向各自的變

形，再疊加，（可用有

限元計算）。（6）設(shè)計剛度≥700，

安全系數(shù)≥2。此處是薄弱點6.平臺秤的安裝平臺秤要求安裝在平整的硬質(zhì)地面上配置引坡的平臺秤必須用膨脹螺栓固定稱重儀表安放在工作臺上安裝在專用控制柜內(nèi)或安裝在墻面上儀表安裝立柱

電子秤用量超過機械秤主要應(yīng)用場合：倉庫、倉儲、生產(chǎn)現(xiàn)場、貨場、航空貨運立體倉庫鐵路、公路貨運倉庫、貨場港口倉儲、倉庫、糧庫。

7.平臺秤應(yīng)用（七）電子衡器使用注意事項電子秤在使用過程中，要注意以下事項：（1）使用前，秤臺放穩(wěn)，使秤的四個角著地。提高秤

的穩(wěn)定性能，準(zhǔn)確性；（2）請不要隨意移動平臺稱秤臺位置；（3）定時檢查秤臺平衡，如有傾斜或懸空，請及時調(diào)

整至水平位置；（4）每次稱物前，確保秤體處于零點狀態(tài)，不為零按

清零鍵；（5）電子秤在對大噸位貨物稱重時，請注意起落速度，

不要重擊秤體，以免對秤體造成不必要的損壞；（6）電子秤在正常使用時，被稱重物體請盡量往秤體中心位置

放置，如果長期使用秤體一角稱重，會對傳感器造成一定

的影響。當(dāng)貨物偏于一側(cè)放置時，秤體的四個傳感器受力

不均，其相互比對之后計出的數(shù)值會與四角受力均勻情況

下計算出的數(shù)值產(chǎn)生偏差；（7）禁止隨意踩踏秤體與儀表之間的連接線、數(shù)據(jù)線等相對秤

體屬于比較脆弱的地方；（8）電子秤必須在規(guī)定的電壓范圍內(nèi)使用，否則會造成損壞；（9）電子秤嚴禁秤超載的貨物，以免損壞傳感器；（10）電子秤在使用過程中請避免在高溫、潮濕、粉塵濃度大或

震動嚴重的地方使用或存放；（11）工作人員在操作時,點擊按鍵時用力要適當(dāng),更不可使用

尖銳的物體猛擊按鍵；（12）秤體外殼、面皮、按鍵應(yīng)保持清潔，不要用水沖洗；（13）長期不使用時，應(yīng)將電源插頭拔下。第三節(jié)地中衡地中衡是可將汽車、馬車等和所載貨物一同稱重的杠桿秤或電子秤，稱量汽車或畜力車載重量的衡器。

按結(jié)構(gòu)和功能分為機械式、機電結(jié)合式和電子式三類，以機械式為最基本型。

機械式和機電結(jié)合式的秤體安放在地下的基坑里，秤體表面與地面持平。

電子式的秤體直接放在地面上或架在淺坑上，秤體表面高于地面，兩端帶有坡度，可移動使用，又稱無基坑汽車衡。一、概述

（一）概念

電子衡器總的發(fā)展趨勢是小型化、模塊化、集成化、智能化；其技術(shù)性能趨向是速率高、準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定性高、可靠性高；其功能趨向是稱重計量的控制信息和非控制信息并重的“智能化”功能；其應(yīng)用性能趨向于綜合性和組合性。

汽車衡也被稱為地磅，是廠礦、糧庫等用于大宗貨物計量的主要稱重設(shè)備。

在二十世紀(jì)80年代之前常見的汽車衡一般是利用杠桿原理純機械構(gòu)造的機械式汽車衡，也稱作機械地磅。

二十世紀(jì)80年代中期，隨著高精度稱重傳感器技術(shù)的日趨成熟，機械式地磅逐漸被精度高、穩(wěn)定性好、操作方便的電子汽車衡所取代

（二）型號規(guī)格

電子汽車衡通常用：

SCS-×××表示，其中：第一個S代表地上衡；

C：代表傳力結(jié)構(gòu)—傳感器；

第二個S代表數(shù)字顯示；

后面的“×××”代表最大稱量。

比如：SCS-80，表示80噸的電子汽車衡。（三）分類

1.機械式地中衡機械式地中衡由承重臺、第一杠桿、傳力杠桿、示準(zhǔn)器、小游砣、大游砣、計量杠桿、平衡砣、調(diào)整砣和第二杠桿等部分組成。

傳力系統(tǒng)全部由杠桿組成，其中第一杠桿和第二杠桿安裝在地面下的固定基礎(chǔ)坑里。機械式地中衡是按照杠桿平衡原理設(shè)計的，由多組不等臂杠桿以并列和縱列形式聯(lián)結(jié)為一體。

除可獲得較小的傳力比外，還可使承重臺面具有足夠的長度和寬度，能容納卡車或載重拖車進行稱重。為保證同一重物放置在承重臺任何一角所得示值的一致性，所有承重杠桿的臂比必須相等。機械式地中衡可按讀數(shù)裝置分為計量杠桿式和度盤式兩種。2.電阻應(yīng)變式地中衡在機械式地中衡的杠桿系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加稱重傳感器、顯示和打印設(shè)備等構(gòu)成。

汽車進入承重臺面后，通過杠桿系統(tǒng)將重力傳遞給計量箱內(nèi)的計量杠桿，移動大、小游砣即可進行讀數(shù)；與此同時又將重力傳遞給稱重傳感器，完成力－電轉(zhuǎn)換和數(shù)字顯示；打印機則完成自動記錄。

電阻應(yīng)變式地中衡具有顯示讀數(shù)直觀、可打印記錄的優(yōu)點，在臨時停電時，可從機械秤上讀數(shù)。3.光柵式地中衡在機械式地中衡的度盤式讀數(shù)裝置的基礎(chǔ)上，加裝光柵作為機－光－電轉(zhuǎn)換裝置而構(gòu)成。

光柵裝置由光源、透鏡組、主光柵、指示光柵及光電池等構(gòu)成。

稱重時，被稱物通過杠桿系統(tǒng)和鋼帶作用在單擺錘平衡機構(gòu)上，使杠桿繞支點轉(zhuǎn)動產(chǎn)生角位移，這時主光柵同步轉(zhuǎn)動，并將角位移轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬?yīng)的莫爾條紋數(shù)。

當(dāng)主光柵與指示光柵之間有相對運動時，主光柵移過一條刻線，莫爾條紋也相應(yīng)移過一個條紋。

光電池上接受莫爾條紋的明暗變化，將其轉(zhuǎn)換成電壓幅值的周期變化，即由光電讀數(shù)頭將條紋數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娒}沖數(shù)，實現(xiàn)力－電轉(zhuǎn)換。

最后通過顯示器顯示出所稱的量值。傳感器攝像頭重量顯示屏計量二次儀表計量客戶端打印磅單計量系統(tǒng)軟、硬件功能說明二、技術(shù)性能

三、安裝圖二、結(jié)構(gòu)組成電子汽車衡主要由承載器、稱重顯示儀表、稱重傳感器、連接件、限位裝置及接線盒等零部件組成，還可以選配打印大屏幕顯示器、計算機和穩(wěn)壓電源等外部設(shè)備。1.稱重傳感器的作用：將加到稱臺上的重量信號轉(zhuǎn)變?yōu)槌杀壤碾娦盘栞敵觥?.稱重顯示儀表的作用：將傳感器輸出的模擬信號經(jīng)放大、濾波、A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)字處理后在顯示屏上顯示。3.秤體部包括承重部分，機械結(jié)構(gòu)上還可分為秤臺、位移限位、卸荷鑼栓、接線盒、信號電纜等。4.外部設(shè)備是指連接在顯示儀表的信號輸出端口，接收儀表輸出信號的設(shè)備；常見的外部設(shè)備有打印機、大屏幕顯示器、計算機管理系統(tǒng)；另外還有模擬量輸出、光纖輸出、固態(tài)繼電器輸出等。秤臺傳感器接線盒基礎(chǔ)稱重儀表（一）汽車衡的總體組成信號電纜外圍設(shè)備（二）傳感器稱重傳感器按轉(zhuǎn)換方法分為光電式、液壓式、電磁力式、電容式、磁極變形式、振動式、陀螺儀式、電阻應(yīng)變式等8類，以電阻應(yīng)變式使用最廣。

電阻應(yīng)變式稱重傳感器的工作原理電阻應(yīng)變式稱重傳感器是將重力轉(zhuǎn)換成應(yīng)變量,然后通過電阻應(yīng)變片將應(yīng)變量轉(zhuǎn)換成電阻的相對變化量。

為了便于測量,還需要通過電橋?qū)㈦娮璧南鄬ψ兓哭D(zhuǎn)換成電壓。電阻應(yīng)變式稱重傳感器通常由彈性元件、電阻應(yīng)變片和測量橋路組成。（1）彈性元件的工作原理

彈性元件是傳感器中最基本的敏感元件,它是利用金屬材料的應(yīng)力-應(yīng)變效應(yīng)進行工作的,其工作原理與彈簧秤、百分表式測力計中的彈性元件相同,只不過其變形大小有所不同而已。（2）電阻應(yīng)變片的工作原理

電阻應(yīng)變片是傳感器中關(guān)鍵的傳感元件,它是利用應(yīng)變-電阻效應(yīng)進行工作的,應(yīng)變片粘貼在彈性元件上,彈性元件受力變形傳給應(yīng)變片,使其阻值發(fā)生相應(yīng)變化,把所稱的物體重量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的阻值變化量。傳感器

傳感器安裝在承重梁的底部，固定在一塊可調(diào)高度的墊鐵上。通過調(diào)整墊鐵，可以調(diào)整臺面的水平面。

傳感器的力一電轉(zhuǎn)換精度很高，一般在0.5%～0.01%。在電子稱重中普遍采用的是稱重傳感器。轉(zhuǎn)換原理

傳感器的力一電轉(zhuǎn)換是利用傳感器內(nèi)部的金屬絲(即電阻應(yīng)變片)在受壓發(fā)生彈性變形時，其電阻值也產(chǎn)生相應(yīng)變化這一物理性能進行工作的，這一特性稱為電阻的“應(yīng)變一電阻效應(yīng)”。

電阻應(yīng)變片外形及其在傳感器內(nèi)部的位置見圖1所示。1.汽車衡用柱式傳感器1）多只并聯(lián)使用，2）鋼質(zhì)大容量，3）剛度大，4）精度適中，非線性大5）抗側(cè)向能力差6）更換方便/快捷7）必須設(shè)置限位加載彈性體應(yīng)變片保護殼電纜傳力件2.汽車衡用橋式傳感器1）多只并聯(lián)使用2）大容量3）鋼質(zhì)4）膠密封/焊接密封5）安裝/更換方便6）屬雙剪切梁式，精

度易調(diào)節(jié)。彈性體應(yīng)變片底座電纜傳力件3.汽車衡用數(shù)字傳感器1)多只并聯(lián)使用2)大容量3)鋼質(zhì)4)焊接密封，IP685)更換方便/快捷6)精度高，穩(wěn)定性好7)信號傳輸遠加載彈性體應(yīng)變片保護殼電纜傳力件（三）汽車衡用稱重儀表功能豐富：面板—顯示窗/鍵盤（數(shù)字鍵/功能鍵）有較多的貯存量接口多，接打印機、計算機等1.秤臺結(jié)構(gòu)形式大梁式箱形--鋼板組焊箱形--型鋼組焊箱形--U形截面梁（四）汽車衡秤臺結(jié)構(gòu)

（五）槽鋼結(jié)構(gòu)U形閉口肋鋼結(jié)構(gòu)節(jié)省材料，制造方便，臺面局部剛度高，中心層與幾何中心差異較大，材料應(yīng)力分布不好橫向剛度略低

（六）U形梁結(jié)構(gòu)ba特點：1.截面結(jié)構(gòu)合理、優(yōu)化；2.強度、剛度高；3.抗扭性好；4.節(jié)省油漆；（七）秤臺采用封閉截面型腔結(jié)構(gòu)-封底1.強度求解最壞情況下的載荷分布和最不利位置求解結(jié)構(gòu)件最大應(yīng)力及其位置(計算構(gòu)件橫截面的截面模量)判斷最大應(yīng)力是否在許用應(yīng)力范圍內(nèi)秤臺結(jié)構(gòu)的薄弱點實際在秤臺的搭接部位2.剛度求解最壞情況下的最大撓度(計算構(gòu)件橫截面的軸慣性矩)判斷最大撓度是否在允許變形范圍內(nèi)

（八）汽車衡秤臺結(jié)構(gòu)設(shè)計3.剛度、強度計算1）計算載荷的確定2）秤臺簡化為簡支梁3）軸載荷再乘偏載系數(shù)(1.1～1.35)---活載4）計算載荷=活載+自重aLPP

（八）汽車衡秤臺結(jié)構(gòu)設(shè)計P

NISTH44手冊，P=34000Ib/2(7.65t),軸間距L=4～(1.2m)MT-MS設(shè)計指標(biāo):25t軸載P=55000Ib/2(12.5t),軸間距L=4

～(1.2m)40t軸載P=80000Ib/2(18)t,軸間距L=4

～(1.2m)

PL

（八）汽車衡秤臺結(jié)構(gòu)設(shè)計4.支撐結(jié)構(gòu)---模塊化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化模塊單元互相搭接組成多臺面秤臺，互換性模塊單元長度:4m，5m，6m，7m；模塊單元寬度:3m,3.4m按單元模塊組織生產(chǎn),質(zhì)量穩(wěn)定可靠

（八）汽車衡秤臺結(jié)構(gòu)設(shè)計5.防傾覆計算以傳感器支撐點作為杠桿的支點，以計算軸載荷作用于秤臺邊緣為力點，以秤臺自重和其重心為平衡力，計算秤臺是否會發(fā)生傾覆。FGbaFxa<Gxb

（八）汽車衡秤臺結(jié)構(gòu)設(shè)計6.材料選用、技術(shù)指標(biāo)的確定1）汽車衡秤臺材質(zhì)大多選普通碳素鋼---Q235等2）對于高寒地區(qū)要考慮用低合金結(jié)構(gòu)鋼----Q345/16Mn等3）材料及其許用應(yīng)力結(jié)構(gòu)件的安全系數(shù)n≥2結(jié)構(gòu)件的允許變形[f]≤1/800焊縫拉伸、壓縮許用應(yīng)力[σh]焊縫剪切許用應(yīng)力[τh]螺栓連接、銷軸連接許用應(yīng)力

（八）汽車衡秤臺結(jié)構(gòu)設(shè)計集中載荷---中部加載集中載荷---中部偏載

7.

按集中載荷、分布載荷、分布集中載荷多種工況設(shè)計。應(yīng)用MATLAB優(yōu)化設(shè)計軟件和ANSYS有限元分析軟件等先進的設(shè)計手段,

確保秤體具有足夠的整體強度和局部強度。

（八）汽車衡秤臺結(jié)構(gòu)設(shè)計RARBRCL1L2P1P2P1`稱重傳感器承受的載荷與下列因素有關(guān)：車輛載荷車輛的軸間距秤臺自重秤臺的長度8.稱重傳感器的容量計算支點的支反力即是傳感器的受力傳感器容量應(yīng)該大于支反力，再考慮偏載、沖擊因素，傳感器容量還要有25%～30%的余量。（八）汽車衡秤臺結(jié)構(gòu)設(shè)計PP1.2GGG軸載P=12.5t P`=20t P=22.5t P=30t傳感器容量G2G>>2P8.稱重傳感器的容量（八）汽車衡秤臺結(jié)構(gòu)設(shè)計二節(jié)秤臺搭接處采用傳感器直接支撐在秤體端板上二秤臺搭接傳力位置固定，傳感器受力狀況穩(wěn)定9.秤臺組合結(jié)構(gòu)（八）汽車衡秤臺結(jié)構(gòu)設(shè)計（九）傳感器安裝采用集成模塊結(jié)構(gòu)同一種秤體結(jié)構(gòu)適宜安裝多種型式的傳感器；中部傳感器總成端部傳感器總成（十）秤臺限位縱向限位預(yù)埋件縱向限位撞擊螺栓橫向限位撞塊縱向限位、橫向限位設(shè)置在秤臺二端外側(cè)，調(diào)整方便（十）電子汽車衡特點

1.秤量范圍10t～150t，2.分度數(shù)≤3000，3.臺面規(guī)格：寬度3m/3.4m;

長度7/9/10/12/14/15/16/18/20/21/24m，4.多傳感器系統(tǒng)，配接線盒5.稱重儀表的功能要求比較多，6.外圍設(shè)備選擇性多。三、工作原理被稱重物或載重汽車置于承載器臺面上，在重力作用下，通過承載器將重力傳遞至稱重傳感器，使稱重傳感器彈性體產(chǎn)生變形，貼附于彈性體上的應(yīng)變計橋路失去平衡，輸出與重量數(shù)值成正比例的電信號，經(jīng)線性放大器將信號放大，再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，由儀表的微處理機（CPU）對重量信號進行處理后直接顯示重量數(shù)據(jù)。配置打印機后，即可打印記錄稱重數(shù)據(jù)。

如果配置計算機可將計量數(shù)據(jù)輸入計算機管理系統(tǒng)進行綜合管理。

測量電橋的工作原理四、故障判斷判斷全電子衡器故障時，由于故障現(xiàn)象千變?nèi)f化，同一故障現(xiàn)象存在多種原因，因此剛開始學(xué)習(xí)故障修理時，應(yīng)將系統(tǒng)分成幾部分，掌握各部分判斷故障的依據(jù)，在有一定修理經(jīng)驗后可對常見故障進行總結(jié)。在全電子衡器的四個組成部分中，前三個部分有故障將影響衡器的正常運行，外設(shè)本身故障一般不會影響衡器的正常運行，因此外部設(shè)備不能接收儀表信號時，須掌握儀表信號接口的測試方法及電纜測量方法。（一）稱重顯示儀表將傳感器的信號電纜從顯示儀表的接口上移開，將模擬器接上儀表，如果接上模擬器后儀表顯示恢復(fù)正常，則該儀表無故障，反之儀表有故障（模擬秤、數(shù)傳秤模擬器不可互換）；如果故障的類型為開機無顯示（無自檢過程），應(yīng)檢查外部電源及儀表的保險絲是否正常。稱重傳感器（模擬傳感器）要完整地檢測一個傳感器的好壞，必須進行以下的三個檢測步驟：（1）測量單傳感器的輸入（綠、黑）阻值與輸出（白、紅）阻值是否在合格證要求的范圍內(nèi)。（多傳感器系統(tǒng)中，必須在接線盒內(nèi)將要測量的傳感器線拆下進行測量）。（2）在空秤狀態(tài)下且儀表通電時測量每組傳感器白、紅線之間的mV信號，一般為2～3mV左右，如果輸出信號過大則該傳感器零點輸出過大損壞，須更換。（3）將萬用表打在20M檔測量屏蔽線與其它色標(biāo)線之間的阻值，應(yīng)為1或無窮大，如果實際測量有阻值，則判斷傳感器絕緣性能不好易受干擾。（二）多傳感器系統(tǒng)中簡單判斷傳感器故障（1）在接線盒內(nèi)將傳感器電纜線全部卸下，然后依次接上傳感器，每接上一個傳感器就觀察儀表接上該傳感器后的顯示有無異常。

在用此方法判斷傳感器故障時應(yīng)保證儀表、接線板、信號電纜的完好。（2）當(dāng)衡器的偏載誤差過大時，在每個傳感器上輪流加同一重量，相差過多的傳感器損壞。

在用此方法判斷傳感器故障時，應(yīng)保證限位方向尤其卸荷間隙要符合要求。（三）機械故障（1）秤臺

在機械結(jié)構(gòu)組成中是最不容易發(fā)生故障的部分，只要避免過載、腐蝕、超過滿量程的負載長時間停留在秤臺上造成秤臺永久性變形等原因，秤臺就不會發(fā)生故障。

秤臺如有故障通過秤臺外形可觀察出來。（2）限位

在多傳感器系統(tǒng)中為防止秤體位移，在秤臺的端面帶有防位移限位，當(dāng)此限位間隙不滿足要求時易產(chǎn)生稱量不準(zhǔn)確或不回零的故障。卸荷限位在衡器系統(tǒng)中卸荷的作用是保護傳感器，不會由于超載導(dǎo)致傳感器損壞。但卸荷限位間隙過小易造成的故障，在儀表上觀察可見加載到某一數(shù)值后再繼續(xù)加載，儀表不變化或變化很小，用戶很容易判斷此故障現(xiàn)象。

解決方法：重新調(diào)整卸荷限位。（四）接線盒接線盒在多傳感器系統(tǒng)中平衡傳感器輸出信號易產(chǎn)生的故障：（1）虛焊。（2）受潮（水直接浸泡或水氣受潮）?，F(xiàn)象：儀表顯示劇烈漂且無規(guī)律；

解決方法：酒精清洗后吹干（五）信號電纜信號電纜作用是將傳感器信號送至顯示儀表。易產(chǎn)生的故障：（1）受損（擠壓、小動物咬線）。（2）受潮（受損后受潮）。現(xiàn)象：儀表顯示劇烈漂且無規(guī)律；

解決：更換信號電纜。（六）其它故障原因在出現(xiàn)故障時，往往還有其它因素影響衡器的正常使用，而衡器系統(tǒng)本身無故障，如：（1）參數(shù)選擇錯誤，例如無法存儲、無法去皮重等。（2）附近有較嚴重的干擾（電源、電噪干擾、無線

電干擾等）。（3）系統(tǒng)沒有可靠接地等，處理儀表自動化故障要

靠現(xiàn)場不斷的積累經(jīng)驗。五、電子地磅日常維護要求：1．秤臺的日常維護(較為關(guān)鍵)(1)秤臺四周間隙內(nèi)不得卡有石子，煤塊等異物。(2)經(jīng)常檢查限位間隙是否合理，限位螺栓與秤體不應(yīng)碰撞接觸。(3)連接件每半年進行一次保養(yǎng)，支承頭部涂上黃油。(4)禁止在秤臺上進行電弧焊作業(yè)，若必須在秤臺進行電弧焊作業(yè)請注意下列幾點：（1）斷開信號電纜與稱重顯示控制器的連接；（2）電弧焊的地線必須設(shè)置在被焊部位附近，并牢固接觸在秤體上；（3）切不可以使用傳感器成為電弧焊回路的一部分。

2．稱重顯示控制器保養(yǎng)(1)經(jīng)常檢查各接線是否松動，折斷，接地線是否牢。(2)稱重顯示控制器長期不用時(如一個月以上)，應(yīng)根據(jù)環(huán)境

條件進行通電檢查，以免受潮或其它不良氣體侵蝕影響可

靠性。(3)稱重顯示控制器避免*近熱源、振動源。(4)使用環(huán)境中不應(yīng)有易燃易爆氣體或粉塵。(5)在稱重顯示控制器的同一相線上不得接感性負載，如門鈴

等。(6)稱重顯示控制器長期不用、更換保險絲、移動位置或清除

灰塵等情況時，務(wù)必切斷電源。(7)稱重顯示控制器如發(fā)生故障時應(yīng)迅速斷電，然后通知專業(yè)

部門及人員進行檢查整理，用戶不得隨意拆開機箱，更不

得隨意更換內(nèi)部零件。(8)司磅人員和儀表維修人員均需通過專門培訓(xùn)才能從事操作和維修。3．更換傳感器(1)打開傳感器(損壞的)上方蓋板，用千斤頂頂起秤臺，取下傳感器地線。(2)打開接線盒，將損壞的傳感器電纜線與接線盒解脫。在傳感器端抽出電纜線。注意：在抽線時，附上一根引線穿過秤體，以便在更換新傳感器時，便電纜線穿越秤體進入接線盒。(3)參照上述第二項的方法，將傳感器電纜線穿越秤體進入接線盒。(4)按照接線圖將電纜線各芯線固定在接線盒對應(yīng)的接線柱上。(5)松開千斤頂，放平秤臺，蓋上蓋板。(6)更換傳感器后，須對汽車衡重新設(shè)定和校正。(7)傳感器安裝完后，其多余電纜線應(yīng)扎成捆放置，不得直接

放置在基礎(chǔ)地面上。(8)為保證傳感器的一致性和互換性，傳感器電纜線不得隨意截斷。(9)安裝和拆卸過程中，不得出現(xiàn)劃傷、磕碰傳感器現(xiàn)象，并要保護好電纜線。

4.計算機維護(1)保證計算機接地系統(tǒng)良好。(2)嚴禁頻繁開關(guān)、隨意搬動和拆卸計算機。(3)計算機要遠離水源、強電磁干攏。(4)嚴禁隨意使用外來軟盤，防止感染病毒。(5)嚴禁用硬物敲擊鍵盤，如螺絲刀。(6)機房內(nèi)應(yīng)保持清潔，溫度應(yīng)符合主機說明書要求。(7)操作人員需經(jīng)培訓(xùn)后方可上崗。

5．系統(tǒng)維護(1)衡器安裝后，應(yīng)妥善保存說明書、合格證、安裝圖等資料，并經(jīng)當(dāng)?shù)赜嬃坎块T或國家認可的計量部門檢定合格后，方可投入使用。(上海奕宇電子衡器有限公司)(2)系統(tǒng)加電前，必須檢查電源的接地裝置是否可*；下班停機后，必須切斷電源。(3)衡器使用前應(yīng)檢查秤體是否靈活，各配套部件的性能是否良好。(4)稱重顯示控制器須先開機預(yù)熱，一般為30分鐘左右。(5)為保證系統(tǒng)計量準(zhǔn)確，應(yīng)有防雷擊設(shè)施，衡器附近電焊作業(yè)時，嚴禁借秤臺作零線接地用，以防損壞電器元件。(6)對于安裝在野外的地中衡，應(yīng)定期檢查基坑內(nèi)的排水裝置，避免堵塞。(7)要保持接線盒內(nèi)干燥，一旦接線盒內(nèi)有濕空氣和水滴浸入，可用電吹風(fēng)吹干。(8)為保證衡器正常計量，應(yīng)定期對其進行校準(zhǔn)。(9)吊裝計量重物時，不應(yīng)有沖擊現(xiàn)象；計量車載重物時，不應(yīng)超過系統(tǒng)的額定秤量。(10)汽車衡軸載與傳感器容量、傳感器支點距離等因素有關(guān)。一般汽車衡禁止接近最大秤量的鏟車之類的短軸距車輛過衡。(11)司磅操作人員和儀表維護人員均需熟讀說明書及有關(guān)技術(shù)文件才能上崗操作

六、電子地磅故障檢查解決

(一)查找故障位置：

汽車衡發(fā)生故障不能工作，首先要找出故障發(fā)生在哪個部位。最簡便的方法是借助模擬器來查找。

步驟如下：

將接線盒至儀表的信號電纜線解脫，將模擬器的插座(9芯D型扁插座)插入稱重顯示控制器接口J1，接通電源，看稱重顯示控制器工作是否正常，若正常說明故障在秤臺；

如稱重顯示控制器工作不正常，則故障在稱重顯示器。其故障的排除必須由專門檢驗人員進行。

(二)秤臺故障分析：(1)首先檢查接線盒，有無水汽侵入，如果有水汽，用酒精擦洗，然后用電吹風(fēng)吹干，清潔內(nèi)部。(2)查找接線有無短路。在接線盒內(nèi)用萬用表測量屏蔽線與其它各線的電阻，有無短路現(xiàn)象。如發(fā)現(xiàn)有短路現(xiàn)象，則需要更換電纜，無故障則按以下步驟繼續(xù)查找。(3)查找傳感器故障步驟如下：a.在接線盒內(nèi)用萬用表檢查激勵電源正(E+)和激勵電

源負(E-)間電阻值，其阻值大約為780Ω/傳感器數(shù)。

b.逐次斷開傳感器，用a的方法測量正負激勵端或正負

輸出端間的阻抗值，看與合格證的阻值是否相符，查