淺談電子地磅的誤差計算

電子地磅是一種較為常用的大型計量器具，其俗稱為汽車衡，通常安裝在戶外進行使用，主要用于各種大型貨物的稱重，在各單位所流通的貨物的物重衡量方面都有廣泛的應(yīng)用。而在電子地磅的使用過程中不可避免的產(chǎn)生各種誤差，在使用過程中也存在著不少問題，研究這些問題并計算與減少誤差有助于更精確的稱量物體。本研究對電子地磅的誤差計算方法進行了研究，對電子地磅的工作原理、誤差成因、誤差計算方法進行了探討，并提出了一些有效的誤差控制方法。
1.前言
隨著各行各業(yè)的發(fā)展與進步，對于電子衡量器械的需求也日益增加，電子衡器是否精確穩(wěn)定、其數(shù)據(jù)是否可靠直接影響著稱量的速度與質(zhì)量。本研究對電子地磅的誤差成因與計算方式進行了探索，誤差因素包括使用方法不當(dāng)造成的誤差、傳感器性能導(dǎo)致的誤差與器械維護保養(yǎng)不當(dāng)造成的誤差，為了減少誤差，需要正確使用電子地磅，避免使用不當(dāng)?shù)那闆r，提升傳感器的性能同時加強對電子地磅的維護保養(yǎng)。在誤差計算方面，使用替代物法來對誤差進行線性分析。
2.誤差成因與計算方法
2． 1 電子地磅的工作方式
電子地磅通常是由秤體，數(shù)個重量傳感器、轉(zhuǎn)換器與計算設(shè)備、顯示設(shè)備、儀表等組成。電子地磅一般是通過傳感器進行重量檢測，在其工作過程中，物體的重量傳遞與重量傳感器上，重量傳感器輸出電流與電壓信號，其信號經(jīng)過處理而放大之后，轉(zhuǎn)化為重量數(shù)值顯示出來。通常來說，電子地磅的傳感器類型為電阻型傳感器，它可以適應(yīng)較為重型物體的重量測量，并且對數(shù)十克的物體仍可進行重量測量，可稱量的范圍較大，同時精確度較高，可達千分之一到萬分之一之間，環(huán)境適應(yīng)性較高且生產(chǎn)便捷。努力尋找電子地磅的誤差因素、計算分析其誤差，可以更好地完成對地磅的維護與檢測，從而減少電子地磅的各方面誤差、提高電子地磅重量測量精度，從而提高物體稱重效率。
2． 2 電子地磅的誤差因素
電子地磅在使用過程中難以避免地產(chǎn)生各種誤差，從而導(dǎo)了重量測量結(jié)果的不確定性，找出這些誤差則可以提高地磅的重量測量精度。電子汽車衡的誤差包括稱量誤差、鑒別力誤差、重復(fù)性誤差等。稱量誤差包括了電路信號傳遞的失真、力傳導(dǎo)的失真、線性失真等。一般來講，在傳感器承受的力處于合理的范圍時，輸出電信號與受力成線性關(guān)系，而當(dāng)受力過大或過小時，就無法達成線性關(guān)系，而是成曲線關(guān)系，這種誤差可以進行應(yīng)對。由于各種環(huán)境原因與機械設(shè)計原因，在力傳導(dǎo)時也會出現(xiàn)誤差，這種誤差一般為無法避免的誤差。另外一種重量測量時的誤差是零點漂移現(xiàn)象導(dǎo)致的。鑒別力誤差是地磅稱量較輕物體時會產(chǎn)生誤差，在重量測量這種較輕物體時，各種機械摩擦產(chǎn)生的力磨損誤差相比較于物體輕微的重量占比較大，因此產(chǎn)生的誤差也比較大，重量測量結(jié)果與實際重量有很大的出入，這種誤差是機械因素導(dǎo)致的，難以避免，因此物體重量應(yīng)當(dāng)適應(yīng)于對應(yīng)量程的電子汽車衡，避免物體重量接近于電子地磅的最大量程或最小量程。重復(fù)性誤差多為外界環(huán)境與傳感器狀態(tài)等因素導(dǎo)致的，秤體安裝不平穩(wěn)、地磅設(shè)計與制造時產(chǎn)生的誤差、傳感器性能較差等問題都會導(dǎo)致這種誤差的產(chǎn)生。上述誤差有些是機械誤差、有些是人為誤差，相當(dāng)一部分誤差都是可以減少乃至避免的，對于機械誤差可以加強對器械的維護與保養(yǎng)來提高其精確度，而人為誤差則需提高各種操作的規(guī)范性來減少誤差。
2． 3 電子地磅的誤差計算方法
對電子地磅的誤差可以通過標(biāo)準(zhǔn)砝碼等重物來進行模擬重物重量測量，本研究即是通過這種方法對電子地磅的誤差進行計算與分析。在實際重量測量過程中，由于缺乏標(biāo)準(zhǔn)重物，因此采用載重的汽車進行替代稱量。以載重汽車用作砝碼，接著進行連續(xù)重量測量，其重量測量值分別為 69990 千克，69990千克，70000千克，69990 千克，70000 千克，70000 千克，69990 千克，70000 千克，70000 千克，70000 千克，經(jīng)計算其平均值為 69996 千克，其標(biāo)準(zhǔn)差為 4． 96 千克，方差為 24． 69 千克，樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差為 5． 27 千克，樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差的方差為 27． 78 千克。計算出標(biāo)準(zhǔn)差之后還要對其誤差不確定度進行計算與評定，得到的不確定度為 10． 98 千克，標(biāo)準(zhǔn)不確定度為 17． 32 千克。其中不確定度包括了重量測量不確定度、偏載、電信號失真、波動等不確定度。通過以上的對重量與電壓二維圖的斜率等的計算，并對其進行誤差分析，可以得出地磅的線性誤差。經(jīng)過計算與繪圖觀察發(fā)現(xiàn)實際檢定誤差與線性誤差線并沒有重合，當(dāng)誤差率過大時，此種方法容易出現(xiàn)超差的狀況，因此在秤體進行重量測量時的重物砝碼應(yīng)多而均勻以減少誤差。
3.誤差的控制方法
3． 1 避免使用誤差
在電子地磅的使用過程中應(yīng)盡力避免人為的誤差，在電子地磅的安裝與使用過程應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范去進行，比如在地磅的使用前對其進行檢查校正，確保傳感儀器沒有出現(xiàn)故障、儀表正常顯示。使用誤差主要是四角誤差，即由于電子地磅的四個角的不平穩(wěn)，四角重量不均勻。如果電子地磅四角相差太多，例如一個角是 55kg，而另一角是 70kg，80kg，有一個角是 0 － 10 或到 20 － 30kg 為佳。工作人員在地磅的使用過程中應(yīng)規(guī)范使用方法，避免人為因素導(dǎo)致的機械誤差的出現(xiàn)。
3． 2 提升傳感器性能
傳感器的性能好壞直接影響著電子地磅誤差的大小，傳感器性能較差就容易導(dǎo)致重量測量時出現(xiàn)重復(fù)性誤差，同時對于微小重量的物體稱量精度較差。稱重傳感器參數(shù)的一致性 ( 靈敏度) 、傳感器的激勵電壓等，都要滿足一定的條件，才能保證稱重測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此應(yīng)注意檢測重量傳感器是否受損，其使用是否合乎規(guī)范，若傳感器性能導(dǎo)致的誤差較大應(yīng)該及時更換性能更佳的傳感器。
3． 3 加強對器械的維護保養(yǎng)
在日常使用過程中，對電子地磅的保養(yǎng)十分重要，由于電子地磅是承重較大、使用頻繁的器械，故其損耗也不小。若缺乏及時的保養(yǎng)維護，電子地磅的誤差便會日益增加，最終形成較大的誤差。在檢查過程中應(yīng)當(dāng)注意檢查數(shù)據(jù)線的完好程度，若數(shù)據(jù)線出現(xiàn)斷裂的情況，那么儀表上不會顯示重量。傳感器不正確就會導(dǎo)致校正程序出現(xiàn)問題。檢查過程中應(yīng)注意檢查器械內(nèi)部是否存在水汽，檢查到水汽應(yīng)當(dāng)進行烘干等操作以免出現(xiàn)短路等故障。綜上，應(yīng)當(dāng)加強對電子地磅的維護與保養(yǎng)，定期檢查其內(nèi)部電子儀器是否靈敏，電阻等是否損壞，以保證稱量結(jié)果的精確度。
4.結(jié)語
通過對一種電子地磅誤差的計算與分析，得出了其各種因素所造成誤差的值，計算出了其稱量結(jié)果的不確定度，發(fā)現(xiàn)其中誤差較大的幾類誤差因素。同時對于這些電子地磅的誤差因素進行了分析研究，并總結(jié)出了相應(yīng)的解決方案。

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