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作為年生產(chǎn)不銹鋼能力達(dá)到60萬噸的大型鋼鐵企業(yè)，深入推進(jìn)專業(yè)化、精品化發(fā)展戰(zhàn)略，技術(shù)裝備水平、自主創(chuàng)新能力和核心競爭力進(jìn)一步提升，隨著規(guī)模的日益擴(kuò)大，大型衡器每年都在增多，如上百噸的電子汽車衡、料斗秤、鋼包秤、軌道衡、料位計(jì)等，因沒有大噸級標(biāo)準(zhǔn)砝碼、使校準(zhǔn)工作成為一大難題，筆者通過應(yīng)用實(shí)踐總結(jié)出一套簡單易行的模擬校準(zhǔn)方法，起到了良好的應(yīng)用效果?，F(xiàn)就大型工藝衡器模擬校準(zhǔn)問題根據(jù)實(shí)際處理情況進(jìn)行分析與大家共同探討。

1衡器原理及組成

衡器一般主要由秤臺、稱重顯示控制器、稱重傳感器三大部分組成。其原理是利用電阻應(yīng)變原理稱重，在稱重傳感器的彈性體上貼著應(yīng)變計(jì)，應(yīng)變計(jì)組成應(yīng)變電橋。應(yīng)變電橋輸出的模擬信號匯總接線盒由接線盒送入稱重顯示控制器進(jìn)行信號放大，A/D轉(zhuǎn)換、CPU處理轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號在顯示窗口顯示質(zhì)量值，或經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)輸出口送至微機(jī)、打印機(jī)、大屏等系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行處理。

2衡器準(zhǔn)確度應(yīng)滿足技術(shù)使用要求

要想保證一臺衡器的使用準(zhǔn)確度，必須確保各組件質(zhì)量完好和性能可靠，并具備合理的安裝工藝和校驗(yàn)手段。一要檢查承載器的制作質(zhì)量，保證承載器的剛性、強(qiáng)度、及其設(shè)計(jì)的合理性；二要檢查承載器安裝工藝，確認(rèn)傳感器安裝位置的合理性，保證承載器負(fù)載時(shí)各支撐傳感器受力盡量均勻；三要核查基礎(chǔ)尺寸和結(jié)構(gòu)支撐件是否完好，安裝是否符合要求，保證基礎(chǔ)（結(jié)構(gòu)）支撐件的承載力和平整度及穩(wěn)定性；四要確認(rèn)儀表及傳感器的精度等級，保證稱重顯示器的線性、靈敏度和穩(wěn)定性，保證稱重傳感器的準(zhǔn)確度、可靠性和輸出信號的一致性；五要確保數(shù)字電壓表和信號發(fā)生器的精度等級符合技術(shù)要求。

3稱重傳感器和稱重顯示器的匹配

為保證顯示器的正常工作，要求傳感器最大輸出電壓Vi小于顯示器的最大輸入電壓Vmax，每個(gè)顯示碼輸入電壓Vd應(yīng)大于顯示器的輸入靈敏度。公式如下：

Vi=V×S

Vd=[(Q1×S×V)/Q2×n]×Q1

ViL=Q1×S×V/Q2×n

式中：Vi-傳感器最大輸出電壓（mv）

Vd-每個(gè)顯示碼輸入電壓[uv/(Kg·t)]

ViL-額定量程時(shí)傳感器的輸出電壓（mv）Q1-額定量程

Q2-傳感器規(guī)格（噸位）

V-傳感器激勵(lì)電壓（v）

S-傳感器的輸出靈敏系數(shù)的平均值（mv/v）n-選用傳感器的只數(shù)

每個(gè)顯示器可激勵(lì)傳感器只數(shù)的確定：n=（顯示器工作電流×傳感器輸入電阻）/傳感器工作電壓。經(jīng)計(jì)算符合范圍內(nèi)即為匹配，否則應(yīng)更換傳感器量程或調(diào)整顯示器量程及顯示分度，直到匹配為止，在此不作贅述。

4模擬校準(zhǔn)方法

4.1安裝前的實(shí)驗(yàn)室模擬校準(zhǔn)

具體步驟如下：首先確認(rèn)選定各傳感器輸出靈敏度一致，并依據(jù)上述方法確認(rèn)傳感器與儀表相匹配；第二用模擬信號發(fā)生器和選定的顯示器組秤，檢查連接無誤后給顯示器上電并輸入相應(yīng)系統(tǒng)參數(shù)，使儀表處于正常稱重工作狀態(tài)；第三依據(jù)選定的傳感器（如：量程50噸，數(shù)量4只，靈敏度2mV/V）和該衡器的額定量程(如量程150噸，分度值50公斤，激勵(lì)電壓12V)及承載器的自重（如約為18噸），結(jié)合上述公式，計(jì)算承載器空載時(shí)傳感器的輸出電壓Vo=18×2×12/50×4=2.16（mv），額定量程時(shí)傳感器的輸出電壓ViL=100×2×12/50×4=12（mv）。一噸載荷對應(yīng)稱量信號為ViL/100=0.12mV；第四用模擬信號發(fā)生器給顯示器輸入信號，并用高精度數(shù)字電壓表并接在模擬信號發(fā)生器輸出正負(fù)端進(jìn)行相應(yīng)檢測，輸入標(biāo)準(zhǔn)mv信號，在輸入為2.16mV時(shí)校驗(yàn)零點(diǎn)，在輸入ViL+Vo（即為14.16mV）時(shí)輸入100噸，校驗(yàn)量程的準(zhǔn)確性。（校驗(yàn)方法參照儀表技術(shù)說明書）；第五用模擬信號發(fā)生器回檢下列各稱量點(diǎn)，確認(rèn)顯示表線性狀態(tài)是否良好。若顯示值與標(biāo)準(zhǔn)信號一一對應(yīng)，證明顯示表線性狀態(tài)良好，如表1；第六卸下模擬信號發(fā)生器，到現(xiàn)場后連接傳感器、接線盒及顯示器，檢查連接無誤后給顯示器上電，進(jìn)入稱重狀態(tài)，清零后即可投入使用；第七用小噸位砝碼驗(yàn)證秤量的準(zhǔn)確性（有條件的可以用替代校驗(yàn)法多驗(yàn)證幾個(gè)秤量點(diǎn)則更具說服力），校驗(yàn)完畢。

4.2安裝后在線模擬校準(zhǔn)

具體操作步驟為：第一衡器安裝完畢，安裝質(zhì)量檢查無誤后，給顯示器上電并輸入相應(yīng)系統(tǒng)參數(shù)，使儀表處于正常顯示稱重工作狀態(tài)；第二各傳感器零點(diǎn)輸出的一致性調(diào)整。承載器空載，儀表清零，依次卸下各個(gè)傳感器的正負(fù)輸出端，用高精度數(shù)字電壓表分別并接在各傳感器的正負(fù)輸出端，檢測各傳感器零點(diǎn)輸出毫伏值是否一致。若不一致可調(diào)整接線盒內(nèi)相應(yīng)電位器；第三傳感器負(fù)載輸出的一致性的調(diào)整。找一大于或等于20%FS最大稱量恒定質(zhì)量的重物分別放置在傳感器1、2、3…各位置，記錄重物在各傳感器位置上時(shí)的示值。若不一致：一是依次卸下相應(yīng)傳感器的正負(fù)輸出端，用高精度數(shù)字電壓表檢測各傳感器正負(fù)輸出端，觀察重物在各傳感器位置上時(shí)，輸出毫伏值是否一致。二是輕微調(diào)整接線盒內(nèi)相應(yīng)電位器，修正各傳感器輸出的一致性；第四計(jì)算秤滿量程時(shí)接線盒的總輸出端。假設(shè)衡器的最大量程為100噸，分度值50公斤，傳感器量程為50噸，傳感器的輸出靈敏系數(shù)的平均值（2mv/v）。檢測傳感器零點(diǎn)輸出信號Vo（Vo=4mV），依據(jù)公式Vm=ViL+Vo，ViL經(jīng)上述公式計(jì)算可得ViL=16mV，則Vm=ViL+Vo=20mV，一噸載荷對應(yīng)稱量信號為ViL/100=0.16mV；第五在接線盒內(nèi)卸下傳感器，接入模擬信號發(fā)生器，并用高精度數(shù)字電壓表并接在接線盒的總輸出正負(fù)端進(jìn)行相應(yīng)檢測，輸入標(biāo)準(zhǔn)mv信號,在輸入為4mv時(shí)校驗(yàn)零點(diǎn)，在輸入為20mV時(shí)輸入100噸，校驗(yàn)量程的準(zhǔn)確性；第六解除模擬信號發(fā)生器，重新接入傳感器，用小噸位砝碼驗(yàn)證秤量的準(zhǔn)確性（有條件的可以用替代校驗(yàn)法多驗(yàn)證幾個(gè)秤量點(diǎn)，更具說服力）；第七回檢各稱量點(diǎn)，確認(rèn)衡器線性狀態(tài)是否良好。在接線盒內(nèi)卸下模擬信號發(fā)生器，重新接入傳感器，并用高精度數(shù)字電壓表并接在接線盒的總輸出正負(fù)端進(jìn)行相應(yīng)檢測，進(jìn)入正常稱量狀態(tài)。依據(jù)儀表顯示值，分別注入不同噸位的物料，記錄檢測的相應(yīng)電壓值VS，與應(yīng)輸出的標(biāo)準(zhǔn)電壓值相比較，依據(jù)下述公式計(jì)算，假設(shè)記錄的顯示值分別為10噸、25噸、50噸、100噸，相應(yīng)的實(shí)際檢測信號電壓VS分別為5.598mv、7.995mv、11.989mv、19.978mv，依據(jù)下述公式計(jì)算：

VB=P×mv/tVE=VS-VB

相應(yīng)誤差量WE=VE

m/tE=1000WE/P

各秤量誤差率在±5/1000之間，證明該衡器非線性能滿足工藝秤精度要求。兩種模擬校驗(yàn)方法具體情況應(yīng)具體對待：安裝前的實(shí)驗(yàn)室模擬校準(zhǔn)，簡潔、易行，因校驗(yàn)中無法考慮到零點(diǎn)的偏差、傳感器的非線性誤差和受力的偏載的大小及承載器輔助設(shè)備的牽拉等影響因素，誤差較大；安裝后的在線模擬校準(zhǔn)與前者相比較，因消除了零點(diǎn)的偏差和部分偏載及承載器輔助設(shè)備的牽拉影響因素，因此準(zhǔn)確性要高于前者，而且他更具有實(shí)地操作性。

5結(jié)束語

作為冶金行業(yè)各種大型工藝衡器設(shè)備較多，在日常校驗(yàn)校準(zhǔn)問題上都感到較為困難，通過我們的實(shí)際摸索與實(shí)踐，提出了以上實(shí)用模擬校準(zhǔn)方法與大家共同探討。上述兩種方法應(yīng)用于計(jì)量精度要求不高（5/1000左右）的大型工藝衡器的校準(zhǔn)。前者可遠(yuǎn)程操作，省時(shí)省力，方便快捷；后者，實(shí)地操作性強(qiáng)，尤其適合在生產(chǎn)中設(shè)備的校準(zhǔn)工作。兩者投入成本低，便于操作，值得推廣和應(yīng)用。

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