电子衡器偏载校准方法的分析

电子衡器偏载校准方法的分析

李戎  杨青锋

一、单只传感器的电子衡器
    采用单只称重传感器的电子衡器很多，不是所有的都需要校准。是否进行偏载校准主要取决于受力点等几个因素。通常需要调整的有电子计价秤、电子计重秤、电子台秤等。这些类型衡器产生偏载的原因是由于称重传感器中应变计粘贴位置的偏差导致形变量不一致造成的。一般采用修正传感器孔边缘尺寸进行偏载校准。各角对应的修正孔边缘位置如图1所示。
   

    图1  各角对应的修正孔边缘位置示意图

    用锉刀锉显示值偏小的对应孔弹性体，减小弹性体截面积，改变应变力使显示值增大。根据允许误差的范围使各角误差达到要求，最后再进行量程标定。切记，此方法只能使显示值增大而无法减小，以防校准过头。
   
二、多只传感器的电子衡器
    多只传感器的电子衡器主要以电子汽车衡、电子地上衡为主，造成偏载的原因是由于传感器输出灵敏度和输出阻抗的比值不一致。实际最近国外称重传感器制造商在技术参数中增加了一个参量:电流校准值，其英文为current calibration，记为(mV/V)/Ω。它的定义是:灵敏度输出与输出阻抗之比。其量纲为电流，所以称为电流校准，该值在参量中记为≤0.05%。
    由上可得出一个结论:新参量的提出解决了传感器并联使用时偏载校准的难题。
    多只传感器并联使用的衡器，偏载校准采用电压调节(俗称“调压、调供桥”等)和电流调节(俗称“调信号”)。
    1.电压调节(见图2)
   

    图2  电压调节示意图

    电压调节是通过串联在电源激励电压与传感器电桥电路中的电阻或电位器，达到改变传感器的输出电压的目的。在偏载校准时通过这样的调节可使衡器达到使用要求。这种调节方式一般采用1只50Ω或2只25Ω的精密电位器调节。特点在于调节范围大，但容易将机械安装方面的误差引入整个系统，所以建议非专业技术人员勿使用该调节方式。
    2.电流调节(见图3)
   

    图3  电流调节示意图

    电流调节是通过跨接在电桥输出端的电位器，达到调节电桥输出的分流电流的目的，进而同样使偏载得以校准。图3中，R为隔离电阻，目的在于减少传感器输出阻抗不等对传感器输出的影响，其值一般取2.5kΩ左右；Rf为防短路电阻，其值一般取10kΩ；W为可调精密电位器，其值一般取200kΩ。这种调节方式特点在于传感器参数一致性要求较高，调节范围适中，因而通常被广泛采用。
    结合两种偏载校准的调节方式，再联系国外引入的新参量(电流校准)，发现这个新参量实际就是针对偏载校准引入的。另外，衡器的相邻承重点在加载砝码后偏载调整时相互影响，调整时要做到左右兼顾。这里有个经验值供大家参考，截面相邻点影响为调整量的35%～45%，纵面相邻点影响约为调整量的20%～30%，主要取决于跨度。
   
三、多只数字式传感器的电子衡器
    由数字式传感器组成的电子衡器在偏载的调整上与模拟式传感器完全不同。数字式传感器虽说保证了输出参数的一致性，但在实际应用过程中也存在偏载调试的可能性，就目前国内市场来讲主要有两种调节方式:自动校准、手动校准。
    1.自动校准
    由数字式传感器组成的电子衡器是通过地址来确定传感器的，在称重仪表或数字称重软件中根据提示用恒定载荷进行压角调整，自动对偏载误差进行修正，完成偏载校准。
    2.手动校准
    由于目前自动校准技术不完美，手动校准还被广泛采用，或在自动校准后再采用手动校准。手动校准主要依靠地址查找传感器，通过修改修正系数来完成偏载校准，在实际应用过程中已体现出它的精准程度和便捷性。
    综上所述，偏载校准在衡器检定中是很重要的，这里只能从理论上给予分析，目的在于抛砖引玉，像影响偏载的因素还有诸如基础施工、机械安装、承载器设计等。另外，国外同行引入的新参量电流校准也值得进一步分析、思考和应用。
    作者单位【李戎  陕西工业职业技术学院、杨青锋  宁波圣诺传感器有限公司】

感谢，非常有用！有一点不太明白，还想请教一下，单只传感器的电子衡器中各角对应的修正孔边缘位置如何确定？比如面对正方形的计价秤正面，“1”角是指称重台的左上角吗？如果是圆形的呢，“1”角是指称重盘的左边吗？