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“电子秤”与“机械秤”称重结果不确定“度”
2019-03-13

  主产品秤称重误差所带来的累计价值及为降低称重误差所采取的措施,分析了2t电子平台秤和2t机械式地上衡的原理、称重误差来源及称重结果不确定度。

  据大数据显示,现在铅锌冶炼企业,每年产出产品电铅和电锌已经达到了30多万吨,价值50多亿元。现在电铅、电锌都是作为贸易的结算依据。每年近百万吨的物料都是靠秤称出来的,每年要称20多万秤,每一秤的误差如果按国家检定规程的最大允许误差(2kg)算,每年误差价值600多万元。公司原使用SGT-2型机械式地上衡(分度值e=1kg),后更换为SCS-2型电子平台秤(分度值 e=1kg)。深刻体会到,电子秤相对于机械秤,其优点是称重速度快\误差小\调试校准简单\稳定性好及可靠性高。


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  由于一年下来,秤的误差累计价值较高,使用电子秤给我们降低称重误差创造了条件,为此,我们提出了小误差称重的理念:在每个主产品称重点配备每个质量1t的大砝码2个;每天称重前要用大砝码对秤进行检验,秤无显示误差(低于0.5kg)才能称重,否则较准后再称重;一个月检定校准秤一次,控制秤量误差、偏载误差、重复性误差低于0.5kg。几年来,现在主产品秤完全做到了小误差(低于0.5kg)称重。



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  那我们前后使用的2t机械秤和2t电子秤的称重原理、称重误差和称重结果不确定度进行分析。

  一、称重原理

  机械秤

  称重原理为杠杆平衡原理,就是阻力*阻力臂=动力*动力臂,阻力可理解为所称重物的重力,动力可理解为大小游砣的重力。重物的重力通过秤台传递给第一杠杆重点刀,重点刀受到力通过第一杠标题传递给支点刀和力点刀,力点刀所受过第一杠杆传递给支点刀和力点刀,力点刀所受到的力又通过各级杠杆传递到计量杠杆,通过移动计量杠杆上的大小游砣与重物取得平衡,由大小游砣在计量杠杆的位置最终得到所称重物的质量。一台秤共计有17把刀子,刀子的性能(刀口的线性\锋利程序\硬度)直接影响着秤的准确性。由此可看出影响秤计量性能的原因很多、很复杂,给调校误差带来很大困难。校准效率很低、精度很难达到0.5kg数量级。称重操作很不便、速度很慢。


示意图

 

  电子秤

  称重原理为机(力)电转换原理,是典型的机电一体化组合,是用现代的电子技术、电脑技术和传感器技术制造而成。重物的重力通过秤台传递给秤重传感器,称重传感器将重物的重力变换为电信号后传递给仪表,仪表通过放大、A\D转换、运算、显示,从而得到重物的质量。一台秤共计有4只称重传感器、一台仪表,称重传感器和仪表的性能(精度)直接影响着秤的准确性。现代的传感器制造技术和电子芯片制造技术可使称重传感器和仪表达到万分之几的精度。由此,可看出影响秤计量性能的原因很少。正常情况下,秤的偏载误差,通过旋转接线盒里的电位器螺丝就可解决;秤量误差通过启动仪表的校准程序即可完成,校准简单快捷、精度可达到0.1kg数量级。无需称重操作,称重速度很快。


示意图
 

  二、称重误差来源

  机械秤

  1、秤的称重误差,包括零点误差和秤量误差

  2、司磅人员的视角误差,包括分度值估读误差和计量杠杆处于视准器平衡位置的估读误差;

  3、四舍五入误差;

  4、检秤用标准砝码误差;

  电子秤

  1、秤的称重误差,包括分辨力误差、零点跟踪误差和秤量误差;

  2、化整误差;

  3、检秤用标准砝码误差;

  通过技术专业的计算可看出机械秤的不确定度比电子秤的不确定度大近1倍,说明电子秤的称重精度较高和可靠性较高。我们完全做到了保持电子秤的称重误差低于0.5kg,并且难度不大。主要原因是电子秤计量稳定性、计量重复性好。检定人员用大砝码校准秤及检斤人员用大砝码检验秤简单、方便、快捷,劳动强度不大。电子秤比机械秤称重速度快5倍以上,无需检斤人员像使用机械秤那样要移动大小游砣、读分度数、估读分度值、估读计量杠杆平衡、记录称重数据(打印机打印);我们使用机械秤也有20多年,从秤校准误差和称重误差的经验体会可知,要实现像电子秤这样的小误差称重是根本不可能的。

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