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减小汽车衡偏载误差的方法
1. 从型式批准的源头控制大秤量汽车衡的出现
国家正在逐步加强对道路运输超限超载的整治和查处力度,载重量的六轴及六轴以上货车
车货总重限值已经由 2004 版不超过 55 吨的超限超载认定标准更改为 2019 版的 49 吨。除要求外,
秤量 60t 的汽车衡已经完全可以满足企事业单位陆路运输货物的称量要求。严格控制大量程、超
大量程汽车衡的型式批准,一方面不为非法驾驶和运输提供方便;另一方面汽车衡秤量减小,
分度值也随之减小,偏载测试所需砝码的量减少,砝码加载和卸载减少的时间,这些改变都有助于
提高偏载示值的准确性。
第十九届称重技术研讨会集
2020.9 南京
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2. 利用检衡车做偏载误差的预判断
可以利用有一定重量的相对集中的载荷如检衡车,在开始偏载测试之前先分段停在被检汽车衡
的不同位置,根据示值可以先粗略判断汽车衡的哪段存在较大的偏载误差,也可以发现那些小量程
的偏载测试时不会被发现的问题,然后再使用砝码做偏载测试时可以做到心中有数、有的放矢。
3. 提高偏载测试示值的准确性
模拟式汽车衡和调整传感器系数的数字式汽车衡偏载调试时可以将偏载测试的砝码和“分度值
一半的小砝码”一同放置在测试区域,然后通过调整电位器和系数获至相应的闪变点,再卸载“分
度值一半的小砝码”便可以得相对准确的偏载示值。
第二类数字式汽车衡的偏载调整方式一般常用的也有两种,一种是首先在各个偏载点加载砝码,
确定各个显示值,对误差较大的偏载点进行调整;另外一种是首先输入加载砝码的标准值,按照程
序操作自动将各个偏载点赋值,这就是所谓的“半自动调整方式”和“全自动调整方式”。检定时
需要确定偏载误差,种方式是比较好的选择,可以通过“闪变点法”进行确定;如果是要尽量
减小偏载误差的影响推荐采用第二种方式,这样可以减小各个传感器之间的差值;同样若采用
种方式,偏载确认后如需量程标定,建议无论偏载显示值是否与加载砝码值一致都建议重新赋值,
这样可以减小由于分度值过大引起的偏载误差。
4. 减少分度值的对偏载影响
如果汽车衡的分度值相对比较大,对模拟式和类调试方法的汽车衡即使采用上述的,直至
出现预期的“闪变点”,偏载误差对一些企业来说可能还存在很大的影响,因此在偏载测试之前将
汽车衡的显示分度值调小,比如将 50kg 的分度值调整至 20kg、10kg,直至分度值可调整至原分度值
的 1/10,此时再通过调整就可以获得比较准确地偏载示值,更有助于减小偏载误差的影响。如果调
小分度值后出现示值不稳、漂移等现象,主要是由于分度值调整之后,分度数变高引起的,此时可
以适当调整缩小汽车衡的秤量,再通过调整就可以获得比较准确地偏载示值。将汽车衡的分度
值调小的方法与 3 中调整模拟式和调系数的数字式汽车衡两类的偏载示值的调试方式相结合将更有
助于减小偏载误差的影响。
1. 若仅仅针对偏载测试而言,可能比较简单,在相应的区域放置砝码,利用“闪变点”法计算
偏载的误差,确定是否在允许误差范围之内即可;但如果为达到理想的称量状态,偏载测试的砝
码也可以用其他物品代替,比如载重量大、体积小的车辆、原材料(铝锭、钢卷、铜卷)等,对其
重量的准确性要求不高,只需要将各个支撑点的数据调整一致,然后用砝码将量程重新标定即可。
2. 在新版的检定规程中检定记录格式(推荐性)将“偏载”项目的检测放在“称量”和“除皮
第十九届称重技术研讨会集
后的称量”项目之后,但是鉴于以上谈到的偏载误差对称量结构的影响,同样偏载误差可能对除皮
后的称量、重复性等多方面也都会有极大的影响,因此应将汽车衡的偏载测试做为项检定项目,
并尽可能的减小偏载误差。
3. 利用上述方法可以达到减小偏载误差的目的,这样才能使其他各项测试都收到比较理想的结
果,但不要忘记在调试结束后把汽车衡的有关技术参数恢复到规定要求,与汽车衡的铭牌保持一致。
、确定汽车衡偏载误差产生的原因:
衡器偏载试验的目的是要求任何载荷放置于承载器不同位置时,能够提供相对一致量值的能力。
偏载允差是指同一载荷放置在衡器承载器上的不同位置时,所指示的示值不超过规定的该载荷下的
允许误差。对于汽车衡来说,传感器、承载器的制造偏差,基础施工尺寸偏差和安装位置的尺
寸偏差等多方面因素都会对偏载产生不利影响,同时偏载误差还与下面几个因素有密切的关系。
1. 偏载测试加载砝码数量少以及加载区域相互影响
汽车衡检定执行的新版计量检定规程 JJG539-2016《数字指示秤》等同采用 OIML R-76《非自
动衡器》中规定的偏载的计量要求和试验方法,偏载载荷和区域,a)在承载器的支承点数 N > 4 的
称重显示器
汽车衡称重显示器与一般非自动衡器的显示器没有太大差别。汽
车衡的称重显示器由两个部分组成:一是用于测量重量的计量部分;
另一是能满足用户使用的功能要求的部分。功能部分的显示器更新很
快,从初简单接口,到现如今能满足互联网、物流和工程控制各种
需要的功能。
测量部分:由于使用了Σ − ∆变换器,使得测量精度有大幅度提
高。然而从测量原理上讲,自从引入了“六线制”和“比例测量技术”,
至今没有本质上的进步,“六线制”大幅度降低了因传感器引线过长
而产生的温度影响。“比例测量”法,则大幅降低了对供桥电压长期
稳定性的要求。
Σ − ∆ ��⁄��转换器的量比精度,远远高于之前的积分式��⁄��转换
器。Σ − ∆ ��⁄��器件的量化值可高达1024������,使得显示器具有极高
的内分辨,从而也造成显示器技术指标表示的混乱。
例如以下的显示器的技术指标:
• 耀华的 XK—3190—A2(YH-T9)显示器
分辨率:3000
计数功能、计数精度:1
3000 ⁄
• 上海大和的 CFC—2000 显示器
��⁄��转换速度:100 次⁄秒
分辨率:400000计数⁄30����
• BAYKON 公司的 BX6 显示器
按 OIML 认证:10000e 和2 × 3000��。
B× 3显示器
内分辨率:800000
转换速度:200 次⁄秒
• BTEK 公司 84 显示器
NTEP 认证:10000e
显示记数:50000 记数
可读性:1
30000 ⁄
这令使用者很难判断哪个显示器更符合要求。
一般显示器的示值不会低于 10000,但很多用户都希望使用的汽
车衡有很高精度。即使在低载荷使用时,也要有很高的精度。为了满
足用户的这种“要求”,衡器生产厂家产品的技术指标都很高,例如
大森恒星 SCS 系列的汽车衡,其分度数 n 几乎都在 4000 以上,特别
是 SCS150 、 Max = 150t , �� = 20⁄50���� , 分度值为 : �� =
150��⁄20���� = 7500。
众所周知,电子衡器的技术指标由所用传感器的技术指标决定的。
要达到�� = 7500分度数的汽车衡,很多人往往不知该使用何等精度级
的传感器。事实上要对这样高精度的衡汽车衡检定,按计量要求所使
用的砝码的精度至少要高三倍,可是这样高精度的砝码一般计量机构
都不具备,即使是计量机构也极少备用 10t 这样的砝码。另外,
由于汽车衡均在户外使用,夏天户外温度高于 60℃的地方很普遍,
而冬天温度低于−10℃的地方也不少,但传感器标定的温度按规定为
−10℃至 60℃,因此对户外使用的汽车衡,在超过此温度范围之外的
不确定度,都是很难确定和掌控的。实际上�� = 3000的汽车衡要保证
其精度的可靠性,本身就是很不容易的,所以汽车衡在使用中能保证
0.1%的精度就相当不错了。
传感和限位
用于汽车衡的传感器主要是由应变式的柱式传感器或双剪切梁
式传感器组成。其中,欧洲国家多采用柱式传感器。而北美国家多采
用模块化的双剪切梁传感器。
限位器不仅是汽车衡,而且可以说是所有衡器极其重要又不可或
缺的部分。限位器的功能是保证在称重时,传感器始终能正确受力。
限位器可分为两类:
制动(Constrainer)
制动装置用强制性手段保证传感器的正确受力位置不变,并能消
除水平和垂直干扰力,以确保无“分流力”。制动装置不允许在约束
方向上有任何移动,该装置在整个称重过程中均起作用。
限位(Stop)
限位器是限定承载器在称重过程中允许移动的范围,并在称重时
使承载器能恢复到正确的工作位置,达到保证承载器能准确称重的目
的。通常当车辆进入秤台时,汽车衡使用“碰撞”式限位,限制秤台
移动范围。称重时限位器不再与基础接触,并恢复到称重位置,以避
免限位器对称重力的分流。所以说称重时,限位器不再起作用。
使用柱式传感器,除需外加传力结构以保证传感器的正确受力外,
还要安装合适的限位装置。
双剪切梁式组件,其自身就具有限位和自复位功能,对秤体因受
力而产生的形变具有自适应能力,能抵抗偏载、侧向和扭力的影响,
具有安装简便、稳定性好的特性,且不需要再加装限位装置。
众所周知一个物体具有六个自由度,三个平移、三个旋转。承载
器一般被视为二维系统,它具有三个自由度,两个平移、一个旋转,
它的限位只需要对这三个自由度进行限位。在实际中,我们往往会发
现很多人希望通过使用四个或者更多的限位器,以期达到“提高”限
位效果的做法是错误的,因为按照力学的基本原理可知,当约束条件
超过系统的自由度时,这样的系统称为“超静系统”。实际上使用过
多的限位装置,往往适得其反,会造成附加的干扰力和分流,甚至会
被“卡死”,所以一个二维系统只需合理的设置三个限位装置就足够
了。
我认为将传感器组件用于汽车衡是比较理想的。“碰撞”式和拉
杆式限位,不仅对温度变化敏感,且不易调节。
庆自成电子衡器有限公司成立于一九九三年,位于重庆市****开发区。公司现已发展成为一家集称重产品的研发、生产、销售及售后服务为一体的全国衡器协会常务理事。二十多年来,从创业之初的台秤、小量程的汽车衡生产,发展到现在拥有150吨的大型电子汽车衡、矿车衡、地上衡、检衡车、吊钩秤、称重局域网络管理系统、称重智能监控系统(摄像监控、**等系统)等十多大类,上百种规格的称重产品。我们在不断发展壮大,产品覆盖了西南、西北、华中等区域的十多个省市。在市场范围内建立了多个市场部和办事处,拥有上千家客户,同国内许多**企业(希望集团、长安集团、**益集团、**酒业、西南航空集团等)成为合作伙伴,并成功地将产品出口到越南、缅甸、巴基斯坦、阿尔及利亚等国家。成功源于诚信、发展源于创新。自成衡器始终牢记诚信经营、实现双赢的经营理念。对客户诚信、对合作伙伴诚信、对员工诚信是我们企业发展之根本。因为我们有新老客户的支持,所以我们发展了、强大了。自成衡器精良准确,称出财富与未来。在今后的进程中,自成人将继续以市场为导向,以服务客户为己任,坚持以人为本的管理理念,与时俱进,不断创新,将自成公司打造成**老店。