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称重系统免砝码标定

称重系统
一、引言
　　随着工业自动化要求及现代工业发展的需要，在工业过程控制方面称重系统的应用越来越多，尤其是在传感器模块方面的应用也越来越多。例如石化行业中许多过程控制用大料仓的称重、大罐子的称重等非贸易结算的场合，尤其是很多用流量计的场合现在都改为此称重方式，在系统进行标定的时候存在许多实际操作的困难，这些大料仓、大罐子的称重系统通常都很难加载。通常的做法是有替代法标定，是指用水来代替砝码再称量水的重量的方法标定，非常繁琐。同时有些容量巨大的称重系统如上千吨的称重系统，从组织砝码开始标定一次的代价非常高，即使用加载的办法标定，通常也只是加载到满载的 5%左右，精度无法保证，有的根本就无法加载 （如密封的罐）。所以就提出了能否不用加载的方法进行标定的市场需求。首先从用户的角度来讲，此方式极大的方便了用户，系统的安装调试非常方便，大大节约标定系统的成本，提高效率。其次，从商务及技术先进性角度来讲，那些没有掌握免标定技术的公司在竞标中就处于劣势，而能提供给用户有免标定功能的厂家明显就占据竞争优势。8UB广州南创电子科技有限公司
　　这种免加载标定的方法可以称之为“电子标定法”，即用高精度模拟器模拟传感器在加载情况下的实际输出，这种应用以前就有，但精度很低。本文介绍的标定方法是通过测量或计算研究在不同情况下各个相应环节的信号衰减，如何更准确的模拟真实系统输入到仪表进行设定时的输出，可以达到不用加载比较精确的标定系统的目的，在机械误差较小的情况下可以达到千分之一的精度。8UB广州南创电子科技有限公司
　　由于国家的计量法，在牵涉到贸易结算的秤的标定是不便采用这种免标定的方式的。同时由于这种免加载标定是无法消除秤机械误差的，在秤台机械误差较小及精度要求不是非常高的场合，加载困难或无法进行加载时具有很高的实用价值。
二、实施方案
　　（一） 模拟称重系统实施方案8UB广州南创电子科技有限公司
　　标定时，先记录下空秤台的输出，再加一个已知的重量，得到系统输出值即可算出系统的量程系数，这是最关键的参数。只要知道系统的量程系数及在空秤台下的输出，系统就可以标定了，
如果没有载荷可加，只要知道系统量程系数，那么整个系统也可以进行标定。系统免加载标定的原理对数字式传感器系统是通过传感器的灵敏度计算系统的量程系数；对于模拟传感器系统则是
通过传感器模拟器来模拟在加载情况下的传感器的输出并计算系统的量程系数。
　　（二） 数字称重系统的实施方案8UB广州南创电子科技有限公司
　　角差系数是用来平衡每个传感器的权重的，如果每个传感器角差系数为 1，则整个系统的输出为各传感器输出之和。这里角差调整可以通过测试出系统在每一角上的总的输出，然后计算出各个角的角差系数，下面通过一个例子来说明其过程。取 30t 数字汽车衡，用 6 只 22.5t 数字传感器（额定输出为 100000 内码），T800 仪表，角差调整过程如下：加载重块于各个角，读取仪表在各角的读取仪表在各角的总输出值即： 
表 1 测试数据及新角差系数
　　在有些场合需要标定精度较高，就必须考虑机械误差的修正，那么使用免加载标定就不能达到这种要求。这里有一种可以用小砝码加替代物标定的方法进行系统的精确标定。
（1） 方案一
　　①先按一般的标定方法用小砝码标定一遍，得到第一个从零载到标定重量 （小砝码的重量）应用时的量程系数 al。
　　②加替代物得到一定重量 （显示重量为小砝码重量左右，此时的量程系数为 al），再加小砝码重新标定，得到第二个从小砝码重量到 2 倍小砝码重量应用时的量程系数 a2。
　　③加替代物到显示重量为 2 倍小砝码重量左右，再加小砝码重新标定，得到第二个从小砝码重量到 3 倍小砝码重量应用时的量程系数 a3。
　　④以此类推直到达到该称重系统总容量的一定的百分比，得到一系列的量程系数，在仪表中根据需要确定适当的量程系数，也可以采取不同重量下采用不同量程系数的方式。8UB广州南创电子科技有限公司
　　注意事项：如果次数过多会造成由砝码误差造成的累计误差。
（2） 方案二
　　①先按一般的标定方法用小砝码标定一遍，得到第一个从零载到 1/3 系统容量时的量程系数 a1。
　　②加替代物到 1/3 系统容量左右，再加小砝码重新标定，得到第二个从 1/3 系统容量 2/3 容量的量程系数 a2。
　　③加替代物到 2/3 系统容量左右，再加小砝码重新标定，得到第三个从 2/3 系统容量到满量程系数 a3。
　　④在仪表中采用分段量程系数的方式进行计算。
三、结语
　　称重系统免砝码标定是一种无法在现场实现砝码标定的取而代之的电子标定方法，是不能消除机械误差的，其精度关键取决于如何准确的模拟在传感器加载情况下的整个系统的输出，需要计算在各种情况下信号的损失，理清整个系统的构成形式，传感器的各自的特征 （灵敏度，容量、6 线制还是4 线制等），各个仪表的功能 （分度数及分度值的设定等），接线盒信号损失及电缆上信号损失，及他们之间的相互关系等。本文介绍的逐步加载标定法是在现场无法加载大砝码，又能大部分消除机械误差的一种实用的标定方法，具有很高的实用价值。
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