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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?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準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，由于缺乏標準重物，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，其標準差為 4． 96 千克，方差為 24． 69 千克，樣本標準偏差為 5． 27 千克，樣本標準偏差的方差為 27． 78 千克。計算出標準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，標準不確定度為 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)當進行烘干等操作以免出現(xiàn)短路等故障。綜上，應(yīng)當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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