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      關于國家標準《稱重顯示控制器》(GB/T7724-1999)的幾點改進建議

      發(fā)布時間:2020-09-02 10:12:29 |來源:網(wǎng)絡轉載

      “GBH7724-1999”稱重顯示控制器國家標準(以下簡稱國標)為電子衡器稱重顯示控制器(以下簡稱顯示器)的主要檢驗依據(jù)。該國標規(guī)定了稱重顯示控制器的產品分類、計量要求、技術要求、試驗方法、檢驗規(guī)則等要求。計量技術機構依據(jù)該國標對各類非自動電子衡器顯示器進行型式評價試驗,在試驗過程中計量技術機構所使用標準檢驗儀器的合理性、試驗方法的正確性及檢驗規(guī)則的邏輯性等都會直接影響到顯示器的技術指標。通過對不同廠家生產的顯示器的檢驗過程及大量的試驗與研討中,提出了許多不同于國標的問題。
      現(xiàn)討論以下幾個主要的問題,并給出了改進的建議。
      (1)電位差計作為標準信號源是否合理
      大部分計量技術機構現(xiàn)采用電位差計作為顯示器的標準信號源。電位差計的示意圖如圖1所示。

      電位差計示意圖

       圖1電位差計示意圖

      惠斯通電橋的結構如圖2所示。

      惠斯通電橋示意圖

      圖2惠斯通電橋示意圖
      EX+、EX-為橋源輸入,SI+、SI-為信號輸出。Ra、Rb、Rc、Rd為惠斯通電橋的四個工作橋臂。由于RarRb=Rc=Rd,則輸出信號的共模電壓為[(EX+)-(EX-)]/2=EX+/2。'
      目前,國際上大多數(shù)著名A/D芯片制造商生產的A/D芯片輸入信號的共模電壓必須為工作電源(VCC)的一半左右。該輸入信號為共模電壓為VCC/2的差分信號。若顯示器采用此類芯片,在使用電位差計作為標準信號源時可能存在轉換數(shù)據(jù)不正確的問題。
      在此,建議各計量單位采用標準惠斯通電橋的設備作為標準信號源。中國計量科學研究院研發(fā)的“稱重儀表校驗器”,其結構完全與惠斯通電橋相同,其信號共模電壓為VCC/2,適用于不同原理的顯示器。
      (2)高低溫、高溫高濕試驗中,以輸出信號的電壓值作為判定依據(jù)是否合理。
      顯示器進行高低溫及高溫高濕試驗中,一般在整個試驗過程檢測輸出信號的電壓值(S)來判斷顯示器是否超岀誤差范圍。該方法不適用于所有的顯示器,不同的原理的顯示器應該有不同的測試方法。
      ①若顯示器在測試過程中沒有給標準信號源提供電壓,而是由外部電源(不在溫箱內)提供,則必須檢測輸出信號的電壓值。按圖2所示,S=(烏廠萬%)EX,外部電源與信號源放在室溫環(huán)境下,與(鹽-岸)不變,即S不變。在測試試驗中,顯示器的示值應保持不變D=G*S,G為顯示器示值與輸入信號電壓值的匹配倍數(shù),在某一測典試點G為常數(shù)。因此顯示器的示值與輸出電壓保持一致,可以通過檢測輸出電壓值來判定顯示器是否超差。
      ②若顯示器采用高穩(wěn)定性、低溫度特性的基準電源作為信號源輸入電壓時,也可監(jiān)測輸出信號。高穩(wěn)定性的基準電源受環(huán)境變化影響很小,EX的變化AEX很小,則輩可以忽略不計,同理可以采用檢測輸出信號的方法來進行判定。
      ③若顯示器釆用普通穩(wěn)壓電源為信號源提供電源而該橋源又作為A/D芯片的參考電壓時,不應把輸出信號的電壓值作為判定顯示器合格與否的依據(jù)。下面以山東西泰克儀器有限公司研發(fā)與制造的稱重顯示控制器AUtol~D為例加以說明。

      Alltol-DA/D轉換結構圖

      圖3Alltol-DA/D轉換結構圖

      (3)多路稱重顯示控制器的檢驗建議
      為適應時代的發(fā)展及特殊環(huán)境的要求,部分廠家研制能同時連接2路或2路以上模擬信號,能同時或分時顯示控制的儀表(簡稱多路稱重顯示控制器)。這類儀表操作控制簡單,功能齊全,且能節(jié)省用戶成本,但國標并沒有涉及這類儀表的檢測方法,且用現(xiàn)有國標對其進行評價時,也存在幾點問題。下面以山東西泰克儀器有限公司研發(fā)與制造的稱重顯示控制器Alltol-D高端雙秤儀為例對多路顯示器提出的幾點要求。其結構如圖4所示。

      Alltol-D2路連接圖

      圖4Alltol-D2路連接圖
      ①多路信號輸入應當互不影響。
      如圖4所示,當其中1路加載重量時,另1路的重量及信號值不應發(fā)生變化,即互不影響,可看作兩臺獨立工作的顯示器。因此在檢測過程中應提供2臺標準信號源對其進行測試,若只有一臺標準信號源,當用其檢測1路信號時,其它各路應連接實際的傳感器,不應懸空。當改變信號源輸出電壓時監(jiān)測其余各路的示值是否受影響。
      ②同一信號源在不同通道上示值的誤差要求。
      標準信號源的準確度等級應遠大于顯示器的評定準確度等級,這樣兩臺不同信號源的誤差可忽略不計。假設兩信號源調整為同一靈敏度(K)且倍數(shù)(G)相同,則顯示器的示值Di=K*G±△,△為國標規(guī)定的示值允差;顯示器的示值D2=K*G±△。則Di與D2之差的最大值^|K*G+A-(K*G-A)|=2A,超出國標規(guī)定的誤差值。
      建議在評價過程中要求每一路誤差都應為國標規(guī)定示值允差的1半,即為ZV2。這樣D1與D2之差的最大值為|K*G+ZV2-(K*G-A/2)|=△,符合國標規(guī)定的誤差值。
      ③多路顯示器的數(shù)據(jù)共享
      若多路顯示器輸出信號互不影響,各路顯示的示值誤差也在國標要求范圍內,則各路稱重數(shù)據(jù)完全可以共享,以實現(xiàn)多路顯示器的各種功能。
      總結
      以上有關問題的討論不免存在錯誤之處,望讀者朋友們提出改正意見及建議,共同將國標完善化、合理化、國際化。

       

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