淺談電子地磅的誤差計(jì)算

電子地磅是一種較為常用的大型計(jì)量器具，其俗稱為汽車衡，通常安裝在戶外進(jìn)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(guò)程中不可避免的產(chǎn)生各種誤差，在使用過(guò)程中也存在著不少問(wèn)題，研究這些問(wèn)題并計(jì)算與減少誤差有助于更精確的稱量物體。本研究對(duì)地磅的誤差計(jì)算方法進(jìn)行了研究，對(duì)電子地磅的工作原理、誤差成因、誤差計(jì)算方法進(jìn)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(jìn)步，對(duì)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(duì)電子地磅的誤差成因與計(jì)算方式進(jìn)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(hù)保養(yǎng)不當(dāng)造成的誤差，為了減少誤差，需要正確使用地磅，避免使用不當(dāng)?shù)那闆r，提升傳感器的性能同時(shí)加強(qiáng)對(duì)電子地磅的維護(hù)保養(yǎng)。在誤差計(jì)算方面，使用替代物法來(lái)對(duì)誤差進(jìn)行線性分析。

2.誤差成因與計(jì)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(gè)重量傳感器、轉(zhuǎn)換器與計(jì)算設(shè)備、顯示設(shè)備、儀表等組成。電子地磅一般是通過(guò)傳感器進(jìn)行重量檢測(cè)，在其工作過(guò)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(hào)，其信號(hào)經(jīng)過(guò)處理而放大之后，轉(zhuǎn)化為重量數(shù)值顯示出來(lái)。通常來(lái)說(shuō)，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(cè)量，并且對(duì)數(shù)十克的物體仍可進(jìn)行重量測(cè)量，可稱量的范圍較大，同時(shí)精確度較高，可達(dá)千分之一到萬(wàn)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(jì)算分析其誤差，可以更好地完成對(duì)電子地磅的維護(hù)與檢測(cè)，從而減少地磅的各方面誤差、提高電子地磅重量測(cè)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(guò)程中難以避免地產(chǎn)生各種誤差，從而導(dǎo)了重量測(cè)量結(jié)果的不確定性，找出這些誤差則可以提高電子地磅的重量測(cè)量精度。電子地磅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(hào)傳遞的失真、力傳導(dǎo)的失真、線性失真等。一般來(lái)講，在傳感器承受的力處于合理的范圍時(shí)，輸出電信號(hào)與受力成線性關(guān)系，而當(dāng)受力過(guò)大或過(guò)小時(shí)，就無(wú)法達(dá)成線性關(guān)系，而是成曲線關(guān)系，這種誤差可以進(jìn)行應(yīng)對(duì)。由于各種環(huán)境原因與機(jī)械設(shè)計(jì)原因，在力傳導(dǎo)時(shí)也會(huì)出現(xiàn)誤差，這種誤差一般為無(wú)法避免的誤差。另外一種重量測(cè)量時(shí)的誤差是零點(diǎn)漂移現(xiàn)象導(dǎo)致的。鑒別力誤差是電子地磅稱量較輕物體時(shí)會(huì)產(chǎn)生誤差，在重量測(cè)量這種較輕物體時(shí)，各種機(jī)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(cè)量結(jié)果與實(shí)際重量有很大的出入，這種誤差是機(jī)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(duì)應(yīng)量程的電子地磅，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(jì)與制造時(shí)產(chǎn)生的誤差、傳感器性能較差等問(wèn)題都會(huì)導(dǎo)致這種誤差的產(chǎn)生。上述誤差有些是機(jī)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(duì)于機(jī)械誤差可以加強(qiáng)對(duì)器械的維護(hù)與保養(yǎng)來(lái)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(lái)減少誤差。

2． 3 電子地磅的誤差計(jì)算方法

對(duì)電子地磅的誤差可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)砝碼等重物來(lái)進(jìn)行模擬重物重量測(cè)量，本研究即是通過(guò)這種方法對(duì)地磅的誤差進(jìn)行計(jì)算與分析。在實(shí)際重量測(cè)量過(guò)程中，由于缺乏標(biāo)準(zhǔn)重物，因此采用載重的汽車進(jìn)行替代稱量。以載重汽車用作砝碼，接著進(jìn)行連續(xù)重量測(cè)量，其重量測(cè)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(jì)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(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)差之后還要對(duì)其誤差不確定度進(jìn)行計(jì)算與評(píng)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(cè)量不確定度、偏載、電信號(hào)失真、波動(dòng)等不確定度。通過(guò)以上的對(duì)重量與電壓二維圖的斜率等的計(jì)算，并對(duì)其進(jìn)行誤差分析，可以得出地磅的線性誤差。經(jīng)過(guò)計(jì)算與繪圖觀察發(fā)現(xiàn)實(shí)際檢定誤差與線性誤差線并沒(méi)有重合，當(dāng)誤差率過(guò)大時(shí)，此種方法容易出現(xiàn)超差的狀況，因此在秤體進(jìn)行重量測(cè)量時(shí)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(guò)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(guò)程應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范去進(jìn)行，比如在電子地磅的使用前對(duì)其進(jìn)行檢查校正，確保傳感儀器沒(méi)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(gè)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(gè)角是 55kg，而另一角是 70kg，80kg，有一個(gè)角是 0 － 10 或到 20 － 30kg 為佳。工作人員在電子地磅的使用過(guò)程中應(yīng)規(guī)范使用方法，避免人為因素導(dǎo)致的機(jī)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(cè)量時(shí)出現(xiàn)重復(fù)性誤差，同時(shí)對(duì)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(lì)電壓等，都要滿足一定的條件，才能保證稱重測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此應(yīng)注意檢測(cè)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(shí)更換性能更佳的傳感器。

3． 3 加強(qiáng)對(duì)器械的維護(hù)保養(yǎng)

在日常使用過(guò)程中，對(duì)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(shí)的保養(yǎng)維護(hù)，電子地磅的誤差便會(huì)日益增加，最終形成較大的誤差。在檢查過(guò)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(huì)顯示重量。傳感器不正確就會(huì)導(dǎo)致校正程序出現(xiàn)問(wèn)題。檢查過(guò)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(jìn)行烘干等操作以免出現(xiàn)短路等故障。綜上，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)電子地磅的維護(hù)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(yǔ)

通過(guò)對(duì)一種電子地磅誤差的計(jì)算與分析，得出了其各種因素所造成誤差的值，計(jì)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(shí)對(duì)于這些電子地磅的誤差因素進(jìn)行了分析研究，并總結(jié)出了相應(yīng)的解決方案。