電子汽車衡檢定分度數的分析
一、
電子汽車衡概述
經常有客戶抱怨秤的零點漂移大、秤的滿程漂移大、示值不穩定等現象出現的較多。并且很多現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的檢查，均未發現異常，針對這種現象，我們對照了有關的標準，進行了理論計算及分析，從OIML R76的角度出發，分析出現問題的原因，以便衡器廠家作為參考。
目前國內平臺秤或
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不大于3000分度的Ⅲ級秤。我國JJG555-1996《非自動秤通用檢定規程》等效采用了OIML R76國際建議，其中對傳感器進行了以下規定：
1．稱重傳感器的最大秤量應符合下述要求：
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；
R——縮小比；考慮到對傳感器最嚴格的要求，取R=1；
Q——修正系數。一般Q＞1。
2．稱重傳感器的最大分度數
傳感器的最大分度數nLC應不小于秤的檢定分度數n。
nLC≥n
稱重傳感器的最小靜載荷輸出恢復值DR應滿足下述條件：
DR≤0.5eR/N
取R＝1，則DR≤0.5e/N
當DR未知時，應滿足條件：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，秤的檢定分度數超過了傳感器的最大檢定分度數，從根本上違背了秤用傳感器的計量學要求和計量中的誤差分配原則。從理論上來說系統是不穩定的，實際上組成系統的各部件，如傳感器、顯示器也沒有實驗數據的支持。下面就實際使用中的一些典型事例進行分析說明。
二、
電子汽車衡應用實例
根據目前市場衡器的使用情況，在多只傳感器進行標秤時，大多數廠家是將秤的檢定分度數設置在3000～6000，秤在使用過程中出現的質量問題比較少，秤的分度數設置的越大，出現問題的頻次就越大，在汽車衡中出現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。安裝后出現零點漂移，顯示數字向一個方向遞增，后來換掉2只傳感器，解決了問題。
該秤的檢定分度數n =15000，傳感器的最大分度數nLC＝3000
Vmin≤e?＝1kg /= 0.5kg
按Vmin為0.5kg計算，則對應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，而這些衡器的質量都出現了不同的質量問題，零點漂移、滿量程漂移，示值不穩定等現象。產生這些問題的原因又是什么呢？
首先，衡器的分度數過高，超過了
傳感器的最大檢定分度數，甚至已是傳感器分度數的2～5倍，按照JJG-555-1996中的規定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值應不小于7200，z值應不小于3000，假設ZTC指標按0.015%FS/10℃控制，則對應的y值僅能達到 9300，而對于以上出現的問題，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，則會出現各傳感器零點漂移疊加的現象。偶爾出現的秤臺穩定的現象只能說明此秤體選用的傳感器零點溫漂的方向不一致，存在互相抵消的現象，所以秤臺的零點穩定了，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了穩定的現象，只是湊成這種偶然的巧合現象，有些秤臺可能更換1只傳感器就能滿足巧合現象，而有時則更換幾只傳感器后才能保證示值的穩定。以上的示例中，y值等于20000、15000的兩種現象就是典型的y值不能滿足要求所致。當然對于汽車衡所使用的傳感器，由于在傳感器制造過程中，所使用的應變計兩兩對稱，傳感器中零點自補償的比例較大，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，會出現儀表滿程不穩、加載后不回零的現象。一種偶然的情況就是各傳感器的蠕變方向不同，存在相互抵消的現象，蠕變和回零顯示正常。但這是一種不穩定的狀態，在不同的試驗條件下，很難獲得一致性的結果，或者說外界因素的影響都會導致示值的不穩定及漂移現象。
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，甚至連外界吹風也會引起示值的變化。在現在市售的國產衡器儀表中，還未有通過OIML認證的高分辨儀表款式（Ⅲ級3000分度的儀表通過OIML認證的也不多見），實際上，國內還沒有形成支持高分辨秤用傳感器及儀表產品市場。
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實際上已經按比例縮小了，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責。
檢驗：檢查使用中的秤是否符合檢定規程的要求；是否處于良好的工作狀態；使用是否正確可靠，使用中檢驗是非強制性的，是一種監督性檢查，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) 經修理過的秤；
5) 根據用戶要求或者因為某種原因導致印封或鉛封失效，需要進行檢定的秤；
3. 我公司生產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準。
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果的誤差有什么要求？
任何一次稱量的誤差值應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定的范圍之內？
1) 進行重復性實驗：對同一載荷，多次稱量所得結果之差，應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. 國家對檢定用標準砝碼的誤差有什么要求？
檢定用標準砝碼的誤差，不大于相應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，零點偏差對稱量結果的影響應不大于0.25e。
10. 衡器上都有哪些標志？
強制必備標志：制造廠名稱、商標；準確度等級；最大稱量、最小稱量、分度值、制造許可證標志及編號。其它標志；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. 國內企業、個體工商戶必須具備什么資質才能生產、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、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，會給汽車衡的生產制造企業造成什么影響？
首次檢定和隨后檢定不合格的衡器，發給檢定結果通知書，不準出廠、銷售和使用，使用中檢驗不合格的秤不準使用。
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：數字式傳感器和模擬式傳感器
數字式傳感器向儀表輸入的是數字信號，如數量、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。數字式傳感器除了具有模擬式傳感器的一切優點外，還有以下優點：
1) 抗干擾能力很強：不受溫度變化的影響，不受電磁干擾；
2) 數字直觀顯示，故障容易發現、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，出現故障很容易發現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一值（幾只傳感器的靈敏度不同，必須統一輸出），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得到驗證，但維修技術還不是特別成熟和普遍，一旦發生故障，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。四線制容易導致以下問題：①改變信號線長度將對稱量結果造成誤差：因為信號線長度改變時，信號線電阻值會相應變化，將導致加在傳感器兩端的激勵電壓發生變化，所以產生誤差，要減少誤差，必須重新標定；②溫度變化時，信號線電阻肯定變化，導致激勵電壓輸出變化，從而導致稱量誤差；③激勵電源本身的不穩定性，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電壓輸入端相連，這種連接方法使得秤的準確度只與傳感器、放大器和A/D轉換器（后兩個均為儀表內部的配置部件）這三者有關，而與電纜線長度、溫度及電壓穩定性情況無關，所以六線制好于四線制。
23. 吊鉤秤根據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，已經不受用戶歡迎。直示式吊秤的秤體和顯示部分構成一體，結構緊湊，使用方便，比較受用戶歡迎，其置零、去皮及電源開關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據傳輸，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境要求是什么？
① 工作環境濕度：≤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 用于某些特殊環境時，根據需要確定；
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，體積小（攜帶、維修方便），密封性能良好，對于潮濕環境
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）、穩定性低（容易漂移，讀數不準），在一定范圍之內抗偏載、抗側向能力比橋式好，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；缺點是滿量程準確度不高。橋式傳感器的特點是：靈敏度高，穩定性強，能自動復位（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，容易受側向力的影響，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、雷達等發射裝置）、噪音、振動等都導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將影響降低到最小危害，就產生了屏蔽技術。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：一是對儀表外殼結構進行抗干擾設計；二是儀表內部線路與器件之間的屏蔽設計，包括電源變壓器的屏蔽設計、放大器的屏蔽設計與接地等。
27. 現在常見的傳感器用什么材料做的？
現在常見的傳感器的材質有3種：不銹鋼傳感器：主要用在食品、化工、醫藥等有腐蝕性環境的場所；合金鋼：用于無腐蝕性環境的場所；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 輸入車號
按“輸入”鍵 儀表進入輸入貨號狀態 輸入貨號 按“輸入”鍵 儀表進入存儲結果狀態，存儲完畢顯示“Load” 汽車下秤
調出并打印稱量結果：汽車上秤 按“打印”鍵 儀表進入輸入車號狀態 輸入車號 按“輸入”鍵 儀表進入輸入貨號狀態 輸入貨號按“輸入”鍵 儀表進入打印狀態，打印完畢顯示“Print” 汽車下秤
31. 傳感器由幾部分構成？都起什么作用？
三部分，分別是：彈性體、應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變電阻片；使應變電阻片產生理想的變形，能真實反映力的大小。應變電阻片的作用是：受力變形，本身電阻值發生變化。檢測電路（實際是一個惠司登電橋）的作用是：將電阻變化情況轉換為電信號輸出。
32. 汽車衡基礎選址有什么要求？
1) 場地便于車輛出入和轉彎；
2) 盡量避開風口；
3) 易于排水，通風、通氣良好，秤體起吊、放置方便；
4) 地上部分方圓50米內無高壓線；
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？
