衡器基本知識幻燈片

衡器基本知識培訓(xùn)衡器計(jì)量基礎(chǔ)知識Internalusageonly2內(nèi)容提要?衡器概述?稱重傳感器?稱重儀表?小結(jié)Internalusageonly3衡器基本知識衡器概述衡器分類按照操作方式，衡器可分為非自動衡器及自動衡器兩大類。?非自動衡器按照GB/T14250-2008《衡器術(shù)語》的規(guī)定，非自動衡器的定義如下：在稱量過程中需要操作者的干預(yù)，以確定稱量結(jié)果是否可接受的衡器。注1：“確定稱量結(jié)果是否可接受”（和上述表達(dá)一致）包括由操作者對影響稱量結(jié)果所采取的任何人為活動，諸如，當(dāng)示值穩(wěn)定時(shí)所采取的行動或調(diào)整稱量載荷的質(zhì)量，同時(shí)還包括對觀察到的每一個(gè)稱量結(jié)果的示值或給出的打印輸出做出取舍的決定。在非自動稱量過程中允許操作者在稱量結(jié)果不能被接受的情況下，采取行動（調(diào)整載荷、單價(jià)，確定載荷是否可接受等）影響稱量結(jié)果。例如：靜態(tài)汽車衡、靜態(tài)軌道衡、計(jì)價(jià)秤等屬于非自動衡器。?自動衡器按照GB/T14250-2008《衡器術(shù)語》的規(guī)定，自動衡器的定義如下：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。例如，動態(tài)汽車衡、動態(tài)軌道衡及動態(tài)軸重秤等屬于自動衡器。本文所涉及的范圍是非自動衡器，以下簡稱衡器。Internalusageonly4衡器基本知識衡器概述衡器基本組成承載器（秤臺）承載稱重物體，傳遞重量。傳感器將重量轉(zhuǎn)換成電信號（電壓、電流或數(shù)字信號等）。儀表將傳感器輸出的電信號進(jìn)行處理，而后顯示重量，處理鍵盤操作，并通過接口和外設(shè)聯(lián)系。注：接線盒起傳感器信號匯總及調(diào)節(jié)衡器角差的作用。Internalusageonly5衡器基本知識衡器概述衡器基本組成框圖秤臺傳感器接線盒儀表外設(shè)（例如計(jì)算機(jī)）傳感器傳感器傳感器Internalusageonly6衡器基本知識衡器概述衡器基本計(jì)量參數(shù)：滿量程（FS)分度值(d)分度數(shù)(n)滿量程：衡器的最大稱量范圍。例如，30噸汽車衡的滿量程是30000kg。分度值：儀表顯示重量的最小間隔,例如30噸汽車衡的分度值是10kg。國際法制計(jì)量組織（OIML）的76號國際建議（R76）規(guī)定，分度值應(yīng)該取1、2、5X10k，其中K為正整數(shù)、負(fù)整數(shù)或0。例如：…….,0.1,0.2,0.5,1,2,5,10,20,50,…...分度數(shù)：分度數(shù)＝滿量程/分度值Internalusageonly7衡器基本知識衡器概述分度值典型配置舉例：滿量程（kg)=分度數(shù)X分度值(kg)10000=2000X520000=2000X1030000=3000X1040000=4000X1050000=2500X2060000=3000X2080000=4000X20100000=2000X50120000=2400X50150000=3000X50200000=2000X100300000=3000X100Internalusageonly8衡器基本知識衡器概述其它相關(guān)術(shù)語：檢定分度值e：衡器檢定時(shí)使用的分度值。顯示分度值d：衡器正常使用時(shí)顯示的分度值。一般情況下e=d。內(nèi)分度值：衡器調(diào)試時(shí)使用的分度值，對于MT集團(tuán)的產(chǎn)品，通常1d=10個(gè)內(nèi)分度值。衡器的顯示重量由內(nèi)分度值四舍五入得到。A/D脈沖數(shù)（Rawcounts)：放大了的模擬重量信號（電壓）經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后的原始脈沖數(shù)，一般在衡器調(diào)試或維護(hù)時(shí)使用。Internalusageonly9衡器基本知識衡器概述非自動衡器的準(zhǔn)確度非自動衡器的準(zhǔn)確度R76國際建議將衡器按準(zhǔn)確度分成四級：（I)級特種準(zhǔn)確度衡器，一般用于實(shí)驗(yàn)室分析(II)級高準(zhǔn)確度衡器，用于油漆配料等要求高精度稱量的場合。(III)級中等準(zhǔn)確度衡器，用于貿(mào)易結(jié)算。(IIII)級普通準(zhǔn)確度衡器，一般用于單位內(nèi)部結(jié)算或工藝秤。Internalusageonly10衡器基本知識衡器概述非自動衡器的準(zhǔn)確度劃分主要根據(jù)分度數(shù)劃分Internalusageonly11衡器基本知識衡器概述（III）級衡器的允差稱量范圍（d）允差（d）500200030000.51.01.5-0.5-1.0-1.5允差（d）

稱量范圍（m）

首次檢定

使用中

0≤m≤500±0.5±1.0500＜m≤2000±1.0±2.02000＜m±1.5±3.0

（III）級衡器的允許誤差表注1：上述誤差發(fā)生突變的稱量點(diǎn)稱為誤差突變點(diǎn)或閃變點(diǎn)注2：為了保證衡器的相對誤差不致過大，規(guī)定衡器最小稱量點(diǎn)為20d。Internalusageonly12衡器基本知識衡器概述衡器的誤差分配設(shè)衡器的誤差為P，傳感器的誤差為P1，儀表的誤差為P2，機(jī)械的誤差為P3，根據(jù)誤差理論，有P2≤P12+P22+P32R76規(guī)定P1=0.7（模擬傳感器）P2=0.5（儀表）P3=0.5（承載器）對于數(shù)字傳感器，P1=0.8,P2=0，P3=0.5。Internalusageonly13衡器基本知識衡器概述衡器誤差的測試方法*衡器的內(nèi)分度值：儀表顯示的重量讀數(shù)應(yīng)是衡器分度值的整數(shù)倍，但是，為了保證精度，儀表內(nèi)部通?？蓹z測到分度值的1/10，稱之為內(nèi)分度值，即1個(gè)分度值=10個(gè)內(nèi)分度值。儀表檢測到的重量的內(nèi)分度數(shù)經(jīng)四舍五入（化整），即得到儀表顯示的重量讀數(shù)。例如，對于30t的汽車衡，其顯示分度值為10kg，其內(nèi)分度值為1kg，即儀表實(shí)際分辨率為1kg。如果儀表實(shí)際檢測到的重量為134kg，則儀表的顯示重量為130kg.如果儀表實(shí)際檢測到的重量為135kg，則儀表的顯示重量為140kg。Internalusageonly14衡器基本知識衡器概述*誤差測試方法-感量法對于數(shù)字指示的衡器利用閃變點(diǎn)法確定衡器的化整誤差,方法如下:對于某一載荷L記錄下的其示值I。連續(xù)加放如0.1d的附加砝碼，直到明顯地增加一個(gè)分度值，變?yōu)?I+d)。加到承載器上的附加載荷△L。可用下述公式得到化整前的示值P：P=I+0.5d-△L化整前的誤差是：E=P–L=I+0.5d-△L–LInternalusageonly15衡器基本知識衡器概述例如：一臺分度值d為10kg的衡器，加1000kg載荷，示值為1000kg。然后依次加1kg砝碼。當(dāng)附加載荷為3kg時(shí)，示值由1000kg變化到1010kg。將這些數(shù)值代入上述公式，得：P=(1000+5–3)kg=1002kg這樣，化整前的實(shí)際示值是1002kg，則化整前的誤差為：E=(1002–1000)kg=+2kg-擴(kuò)展顯示法將儀表置于擴(kuò)展顯示方式，儀表將顯示內(nèi)分度數(shù)。儀表顯示的重量和標(biāo)準(zhǔn)砝碼的差值即衡器的誤差。*檢定時(shí)稱量點(diǎn)的誤差測試對于車輛衡，各稱量點(diǎn)的允許誤差見前面的允許誤差表。Internalusageonly16衡器基本知識衡器概述衡器的偏載誤差角差以30t的軸重秤為例，秤臺的四角各安裝了一個(gè)傳感器。由于傳感器參數(shù)的不一致性，當(dāng)被稱物體處在秤臺的不同位置時(shí)，儀表得到的傳感器輸出信號會有微小的差別，應(yīng)設(shè)法控制這種差別的范圍，使其不致影響秤的計(jì)量性能。由于傳感器在出廠前的參數(shù)已經(jīng)確定，無法在現(xiàn)場進(jìn)行改變，因此只能從外部進(jìn)行調(diào)節(jié)。接線盒的作用之一就是進(jìn)行角差調(diào)節(jié)。接線盒傳感器4傳感器3傳感器2傳感器1儀表Internalusageonly17衡器基本知識衡器概述產(chǎn)生角差的原因及消除角差的方法下圖為一個(gè)由2個(gè)傳感器組成的系統(tǒng)，E1、RO1分別是傳感器1的等效信號源及輸出阻抗，E2、RO2分別是傳感器2的等效信號源及輸出阻抗。很容易得出角差為零的條件是：E1/RO1=E2/RO2。E2R02E1RO1儀表傳感器2傳感器1Internalusageonly18衡器基本知識衡器概述角差調(diào)節(jié)原理由于傳感器在出廠前的參數(shù)已經(jīng)確定，無法在現(xiàn)場進(jìn)行改變，因此只能從外部進(jìn)行調(diào)節(jié)。接線盒的作用之一就是進(jìn)行角差調(diào)節(jié)。計(jì)算證明，只要組成多傳感器系統(tǒng)的各傳感器的靈敏度與傳感器的輸出阻抗之比一致，即可消除衡器的角差。為此，在接線盒中每個(gè)傳感器的輸出端接入一個(gè)電阻網(wǎng)絡(luò)，通過調(diào)節(jié)該電阻網(wǎng)絡(luò)中的電位器，即可調(diào)節(jié)衡器的角差。下圖為一個(gè)由2個(gè)傳感器組成的衡器的接線盒原理圖。Internalusageonly19衡器基本知識衡器概述接線盒的電原理圖E1Ro1R11R21R12R22E2Ro2雙傳感器接線盒儀表模擬信號Internalusageonly20衡器基本知識衡器概述Internalusageonly21衡器基本知識衡器概述*檢定時(shí)的角差測試及調(diào)節(jié)在秤臺安裝傳感器的地方放置規(guī)定數(shù)量的測試砝碼，通常測試砝碼的重量應(yīng)為秤滿量程的1/（n-1)，其中n為傳感器數(shù)量。角差的調(diào)節(jié)方法將測試砝碼放置在某個(gè)傳感器上方，調(diào)節(jié)接線盒中和該傳感器對應(yīng)的電位器，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)使重量讀數(shù)增加，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)使重量讀數(shù)減少。使得當(dāng)測試砝碼放置在各傳感器上方時(shí)，各角的誤差符合該重量下規(guī)定的允差。Internalusageonly22衡器基本知識衡器概述AJB-005接線盒電位器Internalusageonly23衡器基本知識衡器概述衡器的主要檢定項(xiàng)目*角差試驗(yàn)將相當(dāng)于滿量程的1/（n-1)的砝碼分別加載在每個(gè)傳感器上方及秤臺中央誤差不能超過該稱量點(diǎn)的允差。*稱量點(diǎn)誤差試驗(yàn)測試衡器在各個(gè)稱量點(diǎn)的誤差是否符合要求。稱量點(diǎn)的個(gè)數(shù)：至少5個(gè)，其中包括最小稱量、最大稱量及允差突變點(diǎn)。加載、卸載至少一次。例如，對于30t的汽車衡，空秤、200kg、5t、20t和30t是一定要測試的。Internalusageonly24衡器基本知識衡器概述*鑒別力試驗(yàn)一般在3個(gè)不同的稱量點(diǎn)（例如最小稱量，1/2稱量及最大稱量點(diǎn)）進(jìn)行衡器的鑒別力試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)，將相當(dāng)于1.4d的砝碼輕輕放置在秤臺上，觀察儀表的讀數(shù)應(yīng)發(fā)生改變。*重復(fù)性試驗(yàn)檢驗(yàn)秤的重復(fù)性。一般在1/2滿量程點(diǎn)進(jìn)行，可以使用實(shí)際車輛進(jìn)行，讓車輛停在秤的同一位置，連續(xù)3次，其中最大值和最小值之差不能超過該稱量點(diǎn)最大允許誤差的絕對值。Internalusageonly25內(nèi)容提要?衡器概述?稱重傳感器?稱重儀表?小結(jié)Internalusageonly26衡器基本知識稱重傳感器傳感器簡介電阻應(yīng)變式稱重傳感器原理貼在彈性體上的4個(gè)應(yīng)變電阻（R1-R4)組成惠斯登電橋，電橋的供橋電壓E由儀表提供，當(dāng)傳感器受到外力作用時(shí)，電橋輸出端（C,D)就有電壓信號輸出，其大小和外力成正比。幾個(gè)主要指標(biāo)額定容量：傳感器允許受到的最大作用力。單位：kg,t等,例如100kg,30t。靈敏度：設(shè)傳感器的激勵(lì)電壓為1V，當(dāng)它受到額定容量的作用力時(shí)的輸出信號。單位：mV/V.例如GD傳感器的靈敏度為2mV/V，RB傳感器的靈敏度為1mV/V.ER1R2R3R4ABDCInternalusageonly27衡器基本知識稱重傳感器輸入阻抗：由A-B端看進(jìn)去的等效阻抗，例如GD傳感器的輸入阻抗為1160歐姆。RB傳感器的輸入阻抗為387歐姆。傳感器的輸入阻抗和儀表能帶的傳感器數(shù)量有關(guān)。輸出阻抗：由C-D端看進(jìn)去的等效阻抗，例如GD傳感器的輸出阻抗為1000歐姆。RB傳感器的輸出阻抗為387歐姆。傳感器的輸出阻抗和衡器的角差有關(guān)。測量傳感器的輸入和輸出阻抗也是判斷傳感器好壞的手段之一。非線性滯后蠕變Internalusageonly28衡器基本知識稱重傳感器GD-30傳感器Internalusageonly29內(nèi)容提要?衡器概述?稱重傳感器?稱重儀表?小結(jié)Internalusageonly30衡器基本知識儀表儀表的基本組成及功能將傳感器輸出的模擬信號進(jìn)行放大、A/D轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)處理，顯示重量，并通過接口和外設(shè)聯(lián)系。顯示鍵盤稱重儀表秤臺接口模擬傳感器數(shù)字傳感器放大濾波模數(shù)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)處理外部設(shè)備Internalusageonly31衡器基本知識儀表Internalusageonly32衡器基本知識儀表動態(tài)檢測用于判斷重量數(shù)據(jù)是否穩(wěn)定。判斷依據(jù)：*動態(tài)范圍0?0.5d?1.0d?2.0d?3.0d*檢測時(shí)間00.3S0.5S0.7SInternalusageonly33衡器基本知識儀表*檢測過程:設(shè)動態(tài)范圍取?0。5d，檢測時(shí)間取0.3S.如果儀表在0.3秒內(nèi)（即下圖中第n次到第《n+3》次）檢測到的重量的最大值和最小值之差?0。5d，則儀表認(rèn)為秤已處于“穩(wěn)態(tài)”，否則秤處于“動態(tài)”?！皠討B(tài)”時(shí)儀表禁止“清零”、“去皮”和“打印”操作。儀表主界面上有“動態(tài)”顯示標(biāo)志。下圖中設(shè)儀表的取樣率為10次/秒。t（次數(shù)）WN+1N+2N+3N+4Internalusageonly34衡器基本知識儀表數(shù)字濾波為了提高儀表顯示的穩(wěn)定性，儀表軟件對檢測到的重量數(shù)據(jù)進(jìn)行“平滑”處理，例如對數(shù)據(jù)采取“移動平均”的方法進(jìn)行處理。注意：濾波越重，則顯示數(shù)據(jù)越穩(wěn)定，但儀表對外界重量變化的反應(yīng)越慢。濾波參數(shù)選擇*選擇濾波程度，例如參數(shù)有0、1、2、3、4。濾波程度從左至右為輕重。一般先取1。Internalusageonly35衡器基本知識儀表自動零跟蹤（AZM）作用：對由于環(huán)境溫度變化等因素引起的系統(tǒng)緩慢的、微小的重量信號變化，儀表能自動維持顯示毛重零。*零跟蹤閾值（窗口）：可選0，?0.5d,?1.0d,?2.0d,?3.0d*零跟蹤速率：0.1d/s*零跟蹤累計(jì)范圍：4%FSInternalusageonly36衡器基本知識儀表零中心（零位）表示系統(tǒng)偏離“零點(diǎn)”的程度。設(shè)衡器的分度值為10kg。則當(dāng)儀表檢測到-5kg＜重量＜5kg時(shí)，儀表顯示0kg；當(dāng)儀表檢測到-2.5kg＜重量＜2.5kg時(shí)，儀表顯示0kg且“零中心”標(biāo)志點(diǎn)亮。一般應(yīng)在“零中心”標(biāo)志點(diǎn)亮?xí)r車輛上秤。Internalusageonly37衡器基本知識儀表A/D采樣速率指儀表每秒鐘進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換的次數(shù)。靜態(tài)稱重：10次以下即可動態(tài)稱量：20次以上。動態(tài)軸重秤的A/D采樣速率為10000次/秒。顯示更新速率指儀表每秒鐘更新顯示的次數(shù)。Internalusageonly38衡器基本知識儀表儀表基本功能去皮（包括清皮）清零打印*去皮（包括清皮）#毛重、皮重和凈重#去皮方式手動去皮按鈕去皮：皮重在秤臺上時(shí)按“去皮”鍵，儀表顯示凈重零鍵盤去皮（數(shù)字去皮）：儀表顯示毛重時(shí)，由鍵盤輸入皮重值，再按“去皮”健，儀表顯示凈重。Internalusageonly39衡器基本知識儀表#清皮在凈重顯示方式下，按儀表”清皮“鍵，儀表回到毛重顯示方式。Internalusageonly40衡器基本知識儀表*清零在毛重顯示狀態(tài)下，若儀表顯示不為零，可按“清零”鍵使儀表顯示毛重零。#清零方式和清零范圍手動清零：按儀表“清零”鍵。清零范圍：4%FS。半自動清零（開機(jī)自動清零）：儀表通電后自動清零。清零范圍：20%FS。#清零和去皮的不同清零：清零操作后，儀表顯示毛重零，毛重稱量范圍為FS。去皮：去皮操作后，儀表顯示凈重零，凈重稱量范圍相應(yīng)縮小。Internalusageonly41衡器基本知識儀表*打印#打印方式手動打?。喊磧x表“打印”鍵啟動儀表輸出數(shù)據(jù)。打印內(nèi)鎖：稱重?cái)?shù)據(jù)穩(wěn)定且超過規(guī)定的最小打印重量，按“打印”鍵，儀表輸出一次重量數(shù)據(jù)；這時(shí)，只有當(dāng)重量回到規(guī)定的復(fù)位重量（小于最小打印重量）以下，而后回到最小打印重量以上且穩(wěn)定時(shí)，才能按儀表“打印”鍵進(jìn)行另一次打印，以避免發(fā)生人為差錯(cuò)。自動打?。汗δ芎痛蛴?nèi)鎖基本相同。區(qū)別在于當(dāng)打印內(nèi)鎖時(shí)要按“打印”鍵，而自動打印時(shí)不用按“打印”鍵，只要符合條件，儀表自動輸出數(shù)據(jù)，且“打印”鍵禁止。外設(shè)通過串口向儀表發(fā)送單個(gè)ASCII碼字符“P”。儀表輸入端和地之間短接。Internalusageonly42衡器基本知識儀表儀表接口接口：儀表通過接口和外設(shè)發(fā)生聯(lián)系。常見接口類型數(shù)據(jù)接口預(yù)置點(diǎn)接口模擬量輸出接口PLC專用接口Internalusageonly43衡器基本知識儀表數(shù)據(jù)接口用于儀表和外設(shè)之間傳送數(shù)據(jù)、狀態(tài)和命令。數(shù)據(jù)接口分類：串行接口RS232RS485/42220mA電流環(huán)并行接口：CentronicsInternalusageonly44*串行接口儀表和外設(shè)之間通常連接2-3根導(dǎo)線，傳送二進(jìn)制信號“0”或“1”，如下圖所示。#RS232傳送電壓信號。-12V表示“1”，+12V表示“0”。衡器基本知識儀表儀表外設(shè)儀表外設(shè)TXDGNDRXDInternalusageonly45衡器基本知識儀表#20mA電流環(huán)傳送電流信號。有20mA電流表示“1”，無電流表示“0”#RS485/422傳送電壓差信號。A高B低表示“1”，A低B高表示“0”儀表外設(shè)20mA+20mA-儀表外設(shè)A或+B或-Internalusageonly46衡器基本知識儀表#通訊協(xié)議-波特率：每秒鐘發(fā)送的二進(jìn)制位的位數(shù)。通常有300，600，1200，2400，4800，9600等-奇偶校驗(yàn)：用于數(shù)據(jù)接收設(shè)備檢查數(shù)據(jù)的正確性。通常有奇校驗(yàn)：每個(gè)字節(jié)的8個(gè)二進(jìn)制位中，“1”的個(gè)數(shù)是偶數(shù)。偶校驗(yàn)：每個(gè)字節(jié)的8個(gè)二進(jìn)制位中，“1”的個(gè)數(shù)是奇數(shù)。無校驗(yàn)：每個(gè)字節(jié)的8個(gè)二進(jìn)制位中，最高位取“0”-字符校驗(yàn)和：用于數(shù)據(jù)接收設(shè)備檢查數(shù)據(jù)的正確性。在所發(fā)送的數(shù)據(jù)串的最后增加一個(gè)字符，它的取值為：求在它前面的所有字符的算術(shù)和，再取和的補(bǔ)碼，形成校驗(yàn)和字符。-起始位、數(shù)據(jù)位和停止位例如，1個(gè)起始位，7個(gè)數(shù)據(jù)位，1個(gè)奇偶校驗(yàn)位，1個(gè)停止位。Internalusageonly47衡器基本知識儀表#各種數(shù)據(jù)接口的比較接

口

類

型

特

點(diǎn)

不

足

RS232電

壓

信

號

，

傳

輸

距

離15m，

易

受

干

擾

20mA電

流

環(huán)

電

流

信

號

，

傳

輸

距

離300m，

抗

干

擾

性

較

好

串

行

口

RS485(或

422)雙

線

制

成

本

低

電

壓

差

信

號

，

傳

輸

距

離1000m，

抗

干

擾

性

好

傳

送

速

度

慢

并

行

口

Centronics多線(8線以上)，傳

送

速

度

快

成

本

高

Internalusageonly48衡器基本知識儀表#數(shù)據(jù)傳送方式--命令方式：儀表收到打印命令后發(fā)送一次數(shù)據(jù)，一般用于和打印機(jī)連接。--連續(xù)方式：儀表每顯示更新一次就發(fā)送一次數(shù)據(jù)，一般用于和大屏幕顯示器連接。--主機(jī)通訊方式：一般用于一臺計(jì)算機(jī)和多臺儀表通訊，這時(shí)，通常使用RS485接口。對儀表要求：有主機(jī)通訊功能，如8142Pro8,LynX等儀表。-計(jì)算機(jī)向儀表發(fā)送地址和命令-被指定的儀表向計(jì)算機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)Internalu