电子衡器原理、维修与校验(仪表校验指南)

电子衡器原理与维修、校验

1.电子衡器概论

1.1衡器、秤及天平的概念

1.1.1衡器

衡器的定义:是利用作用于物体上的重力等各种称量原理，确定物体的质量或作为质量函数的其他量值、数值、参数或特性的一种计量仪器，又称衡量仪器、称量仪器或称重仪器。

衡器的组成：a 、载荷接受部分（秤体)b、力比较部分（传感器）c、显示装置(显示仪表)

衡器的分类:a、按准确度等级:秤；天平b、根据衡器在称量过程中是否需要参与者参与：非自动衡器自动衡器c：根据衡器中是否装有称重传感器等电子装置：机械衡器电子衡器1.1.2 秤

秤的概念：秤是普通准确度级和（或) 中准确度等级的非自动衡器，以及具有相应静态准确度级的自动衡器的总称。

秤的分类：

a：自动秤非自动秤b：电子秤机械秤c:工业秤（吊秤、车辆秤、料斗秤、平台秤、皮带秤、大包秤、辊道秤、成品秤）；商用秤

1.1.3天平

天平的概念：天平是高准确度级和（或）特种准确度级的衡器。

1.2 非自动衡器、自动衡器及电子衡器的概念

* 1.2.1 非自动衡器

*概念：非自动衡器是一种在称量过程中需要操作者参与的衡器。

*非自动衡器的准确度等级划分：

依据：a：代表衡器绝对准确度的检定分度值e；b：代表衡器相对准确度的检定分度数n；c:

最小称量Min，当衡器在小于Min的小载荷使用时，可能会带来过大的相对误差。

表1-1 非自动衡器的准确度等级的划分

*

非自动衡器的最大允许误差

* 概念：对处于标准位置且空载时已调到零点的衡器，其示值与标准砝码确定的相应真值之间由规程或规范所允许的误差的极限值，被称为衡器的最大允许误差。又称衡器的极限误差，以符号MPE 表示。

表1-2 非自动衡器的最大允许误差

首次检定最大允许误差MPE 准确度级别

特种准确度 高准确度 中准确度 普通准确度 ±0.5e ±1e ±1.5e

0≤m ≤50000e

50000e ＜m ≤200000e

200000e ＜m

0≤m ≤5000e

5000e ＜m ≤20000e

20000e ＜m ≤10000e

0≤m ≤500e

500e ＜m ≤2000e

2000e ＜m ≤10000e

0≤m ≤50e

50e ＜m ≤200e

200e ＜m ≤1000e

注：m 表示被称载荷的质量；e 表示检定分度值

衡器后续检定的最大允许误差，与首次检定时相同。使用中最大允许误差可放大两倍。 1.2.2 自动衡器

概念:自动衡器是一种在称量过程中不需要操作者参与，并按照预定的程序自动工作的衡器。

表1-3 自动衡器的最大允许误差

准确度级别

称量值的相对误差% 首次检定

使用中

0.1 0.2

0.25 0.5

0.5 1.0

1.0

2.0

0.50.2

1.02.0

0.2

自动衡器的静态准确度，是它按非自动衡器检定方法检定时应达到的准确度。对于

* 2.电阻应变式称重传感器

* 2.1电阻应变式称重传感器的工作原理

2.1.1 原理：弹性体（弹性元件，敏感梁）在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在它表面的电阻应变片（转换元件）也随同产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变化（增大或减小),再经相应的测量电路把这一电阻变化转化为电信号（电压或电流）输出，从而完成了将外力变换为电信号的过程。

因为全桥式等臂电桥的灵敏度高，各臂参数

一致，各种干扰的影响容易相互抵消，所以称重

传感器均采用全桥式等臂电桥，如上图：

按图中所标志的电源极性，则：

Uo=（R2*R4-R1*R3)Ui/(R1+R2)(R3+R4)

当R1*R3=R2*R4时，我们称之为电桥平衡，这时Uo=0.设R1=R2=R3=R4,而它们的变化是R2、R4增加△R;R1、R3减少△R。则：Uo= △R/R*Ui

2.2 称重传感器常用技术参数

* 2.2.1 称重传感器常用技术参数

额定容量：

生产厂家给出的称量范围的上限值。（t，kg，g）

额定输出(灵敏度）

加额定载荷时和无载荷时，传感器输出信号的差值。

由于称重传感器的输出信号与所加的激励电压有关，所以额定输出的单位以mv/v 来表示。并称之为灵敏度。

灵敏度允差

传感器的实际额定输出与对应的标称额定输出之差对该标称额定输出的百分比。 非线性

由空载荷的输出值和额定载荷时的输出值所决定的直线和增加负荷之实测曲线之间最大偏差对额定输出值的百分比。

重复性误差

在相同的环境条件下，对传感器反复加荷到额定载荷并卸载。加荷过程中同一负荷点上输出值的最大差值对额定输出的百分比。

蠕变

在负荷不变（一般取为额定载荷），其它测试条件也保持不变的情形下，称重传感器输出随时间的变化量对额定输出的百分比。

零点输出

在推荐电压激励下，未加载荷时传感器的输出值对额定输出的百分比。 绝缘阻抗

传感器的电路和弹性体之间的直流阻抗值。 输入阻抗

信号输出端开路，传感器未加载荷时，从电源激励输入端测得的阻抗值。

非线性

空载荷输出和额定载 荷输出决定的直线

实测增负荷输出校准曲

线

100 % 输出

100 %负荷

空载荷输出和额定载 荷输出决定的直线

多次实测增负荷校准曲 线

100 % 输出

100 %负荷

重复性误差