本文在提出电子秤称重显示器的最小检定分度值、最大检定分度数的基础上， 进而分析讨论了它们的作用意义、典型应用、实际检测等问题。

1.概述

电子秤称重显示器（以下简称显示器）犹如电子秤的头脑，经过对称重传感器输出信号进行分析、判 断、处理，不仅能把被称物的重量值以数字形式准 确地显示出来，而且能完成置零、零点跟踪、自检、 校准等控制功能。随着单片微机、电子技术的推广 应用，显示器获得飞速发展，充满活力，为电地磅 提高质量性能、称量自动化、智能化作出了卓越贡 献。

时下显示器主要以量大面广的电阻应变式传 感器为服务对象，它们占据了市场主流，不断推陈 出新。它们的共同特点是:提供桥路激励电源;采用 电压比例测量；输出电压信号小，包括固定和可变 两部分，范围从几毫伏到几十毫伏；内分辨力远远 髙于外显分度值，最低不小于4倍；以kg、t等质量 单位来标度；分度值按1. 2. 5形式来显示；4个准确 度等级与非自动衡器的相对应；误差不大于相应衡 器的二分之一允差等。这些特点已逐渐为人们所认 识、熟悉，它们在有关的检定规程、标准等技术文件 中也有阐述。

2.两个重要性能参数

1.最小检定分度值(有时称最高输入灵敏度）

它是指显示器对最小输入电压信号进行如实的 显示或反映能力，低于这个值，显示将出现不稳定或 产生过大误差，超出规定要求。它代表显示器的绝 对准确度，可用符号Vamin表不，例如Vamin为 0. 3uV、luV、3uV等。很显然，这个值越小，越有利于 提高与之相连衡器的鉴别力，保证精度。

2.最大检定分度数

它是指显示器在不变量程情况下，所允许的最大输人电压信号与最小检定分度值Vamin之商。它 可用符号Namax表示，代表了显示器的相对准确 度，例如 Naman 为 10000、20000、40000 等，很显然， 这个值越大，越有利于增大与之相连衡器的检定分 度数，减小误差。

显示器不论是在生产制造过程中，还是在检测 和使用中，它的这两个重要性能参数时有被人忘记 或忽略的现象，例如出厂说明没有具体指标，检测 报告不给明确数据，导致使用选择无参照或取舍依 据，这种现象应该加以纠正和改变。

3.Vamin 和 Namax 的作用与意义

3.1显示器质量保证的关键核心性能参数

显示器的内在质量通常由其计量要求与技术 要求两个方面来概述。这集中体现在各自性能参数 和控制功能上。显示器的性能参数上下有几十项， 例如准确度等级及允差、内部分辨率、外显分度数、 人端噪声、输人灵敏度、空秤和量程输入电压范围、 非线性、重复性、时间漂移、工作温度范围、零点和 量程温度系数、工作安全性（包括绝缘电阻、漏电 流、耐高压）、抑制供电源变化能力（包括电压瞬时 中断或跌落、频率波动、窜人脉冲串）：以及抵抗高 频场强、电荷放电、冲击振动等干扰影响；显示器的 控制功能也有十几项，例如置零、过零指示、零点跟 踪、去皮、欠载或超载报瞥、参数设定、校准修正、断 电保护、程序自检、错误诊断、记忆存贮、输出打印 等。在这些项目中，Vamin和Namax既作用显著，至 关重要，又息息相通，关系密切。

首先，显不器的Vamin越小，Namax越大，其准 确度越高，误差越小，输人电压范围变宽，重复性变 好，非线性和人端噪声变小等；同时为实现各项控 制功能进行稳定，可靠地工作，也提出了进一步的 要求。

其次，Vamin、Namax的数值大小将关系到适用 衡器的范围、场合、状况，例如都是准确度3级显示 器，有的 Vamino 为 0. 3|xv, Namax 为 50000,有的为 3(XV. 10000,结果两者在实际运用中迥然不同，前者 除了能适用III级衡器全部情况，还能适用n级衡器 部分情况;后者仅能适用III级衡器部分情况。有时， 对于检定分度数n = 3000都难以满足。详见下面举 例。

第三，显不器Vamin、Namax的任何追赶或突 破，绝非轻而易举，必须付出艰辛努力，思想要锐意进取，百折不烧；技术要精益求精，独辟溪径；方法 要针对要害，一丝不苟；举措要因事制宜，讲求实 效，如此等等’坚持不懈，最终会有结果，做出成绩， 争创先进水平。

3.2Vamin、Namax与e、n之间的关系

如上所述，Vamin Namau分别显不器的检定分 度值，最大检定分度数，用来表明电子秤的准确程度， 而e、n分别最小的检定分度值,检定分度数，用来表 明电子秤的准确程度，那么，它们之间有何联系呢？

众所周知，非自动衡器根据e、n划分了四个准确 度等级,又在每个准确度等级中分成低、中、高三个称 量段，各称量段首次或周期检定所对应的允差为±5e、± le、± 1. 5e;作为与之配套的显不器，也对应 分为四个准确度等级，它们各自的允差为衡器二分之 —允差，分别是±0. 25e、±0. 5e、±0. 75e0这里有两 个关系值得特别注意:一是电子秤在中称量段的允差与 其检定分度值之间1:1关系;二是显示器在低称量段 的允差为电子秤检定分度值之间为1:4关系。借鉴、参 照这两个关系，不禁想到，将显示器最小检定分度值 确定为与其低称量段的允差相同，理由阐述如下：

首先，由于显示器的最小检定分度值与低称量 段的允差一样，而中称量段充差为这段允差的2倍 ，髙称量段允差为这段允差的3倍。如果低称量段较 小允差获得满足，那么整个称量范围就会没有问 题。

其次，显示器在低称量段范围，包括固定和可 变两部分测试信号，其固定部分是秤台自重等信 号，可变部分是低称量段的量程信号。固定部分信 号几乎在所有地磅中存在，尽管它们大小不 一，但大多超过可变部分信号,有的能达到几十倍。 在显示器中，虽然固定部分信号不用显示出来，可 是它的误差要达到量程部分信号规定允差。因此， 显示器的相对误差，随着固定部分信号幅值加大而 变小，要求越加严格、精确。例如m级秤的显示器， 其低称量段范围的量程部分信号为0~500e,若固定部分信号分别为0、1500e. 4500e、9500e时，则它 们所对应的相对误差为5 x 10M. 25 x 10 4、0. 5 x 10-4、0. 25 x 10-4o这相对误差0. 25 x 10-4的显示 器，它被用于自重、皮重等为9500e、量程仅为ID级 电子衡器0~500e。

第三，当知道显不器的Vamin和Namax后，可 以通过简单计算，获取地磅检定分度值e的最 小电压信号值，检定分度数n的适应范围；同时能 对配套称重传感的性能参数如它的种类形式、灵敏 度、供桥电压、使用载荷等提出参考意见。或者反过 来，知道地磅n、e的电压信号值以及称重传感 器有关性能参数后，确定选择显示器的Vamin、Na- max。例如有两台显不器，Vamin分别为0. 3pv、 1.5(XV, Namax分别为50000、10000。则前者适于地磅nh 10000. e的电压信号值后者适 于“2500、e的电压信号值否则8会超差 或难以稳定工作。

第四，显示器各准确度等级的最大检定分度数 Namax为各相应等级的地磅最大检定分度数 Namax的4倍,相当将其拉长变大,这样有利于精雕 细刻，提髙产品质量；显示器各准确度等级的允差， 在低、中、髙各称量段分别为lVamin、2Vamin? 3Vamin,它们无小数或分数，容易记忆，计算方便， 运用快捷。常用准确度③级、④级。

第五，显不器Vamin. Namax的明确提出，有益 于产品对照比较，有益于统一目标，认请努力方向， 将为显示器的制造、检测、使用、发挥积极作用，产 生良好影响。

4.应用举例与分析讨论 当今，III级地磅量大面广，几乎无处不 在。它们的检定分度数n在3000左右。最大称量值 较小的电子秤，例如计价秤、平台秤等，一般采用 单个称重传感器制成；最大称量值较大的电子秤，例如汽车衡、轨道衡等，通常采用多个称重传感 器制成。称重传感器大多是电阻应变式结构原理， 供桥激励源电压为10~ 12V，灵敏度为2mv/v左 右，它们在额定载荷下最大输出电压信号约达20 ~ 24mv.上面所说的就是显示器面对的基本情况，下 面以此为典型,进行举例,分析讨论：

4. 1应用举例

4. 1. 1情况1

该情况是在电子秤空秤时，输出电压信号为零或接近零，在最大称量值时为18mv。因为考虑偏载、超 载、冲击载荷等,故称重传感器总不能达到额定载荷 工作状态，要留有一定余量,予以保护。设电子秤检定分度数n = 3000,则检定分度值e的相应电压 信号为6^.为了保证电子秤不超出允差，显示 器至少应符合以下规定要求：在0~500e低称量段，允差511.5一1;在> 500e~2000e 中称量段，允差：≤I1.5uvI在>500e- 2000e称量段,允差<14. 5^vl0这里要强调的是,显 不器最小检定分度值Vamin为1. 5|xv,其它大于这个 值的，一般无法保证低称量段的允差。显示器最大检 定分度数 Namax 为 12000,在 0 ~ 2000Vamin(0 ~ 3mv) 允差为 土 1 Vamin;在（> 2000 ~ 8000) Vamin(> 3mv ~ 12mv)允差为 ±2Vamin;在(> 8000 ~ 12000)Vamin(> 12mv~ 18mv)允差为 ±3Vaniin。

4. 1.2情况2

该情况是在电子秤空秤时，输出电压信号为 6mv,它主要由秤台自重造成，可视为固定部分信号。 在最大称量值时，总输出电压信号为18mv,其中量程 部分信号为12mv，仍然设电子秤检定分度数n = 3000,则检定分度值e的相应电压信号为4uv,那么显 示器至少应满足以下规定要求:

在0~500e低称量段允差Sll|xvl;在> 500e~ 2000e 中称量段允差1I;在> 2000e ~ 3000e 高 称量段允差SI3jjlVI。这里要强调的是:显示器最小检 定分度值Vamin为l^v，最大检定分度数Ndmax为 18000,各称量段允差：（0 ~ 8000) Vamin(0 ~ 8mv)为 ±

1 Vamin; (> 8000 ~ 14000) Vamin(> 8~14mv)为土 2Vamin; (> 14000 ~ 18000) Vamin(> 14~18mv)*± 3Vamin0

4.1.3情况3

该情况是在电子秤空秤时，输出电压信号为 9mv,它主要由秤台自重、被称物皮重产生，可视为固 定部分信号；在最大称量值时，总输出电压信号为 18mv,其中量程部分信号为9mV。仍然设电子衡器检 定分度数n = 3000,则检定分度值e的相应电压信号 为显示器至少应达到以下规定要求：

在0~500e低称量段允差备10. 75jjlvI ;在> 500e -2000e 中称量段允差?ll.5jtvl；在〉2000e - 3000e髙称量段允差12. 25m-v I。这里要强调的是:显 示器最小检定分度值Vamin为0. 75jjlv,最大检定分度 数Namax为24000,各称量段允差：（0~ 14000)Vamin(0 ~ 10. 5mv) 为 ±lVamin，> 14000 ~

2000Vamin(> 10. 5mv ~ 15mv)为 2Vamin，> 20000 ~ 24000Vamin(> 15 ~ 18mv)为 3Vamin。

4.1.4情况4

该情况是电子秤在空秤时，输出电压信号为6mv，它主要由秤台自重、被称物皮重等引起，可视 为固定部分信号；在最大称量值时，总输出电压信号 为18mv，其中量程部分信号为5.4mv。仍然设电子衡 器检定分度数n = 3000,则检定分度值e的相应电压 信号为1. 8mv，那么显示器至少应满足以下规定要求:

在0~500e低称量段允差专10.45#丨，在乏 500e-2000e中称量段充差在10.9#1，在> 2000e~ 3000e髙称量段允差在11. 35p?vl。这里要强调的是:显 不器最小检定分度值Vamin为0. 45mv,最大检定分 度数为40000，各称量段允差：(0 ~ 30000) Vamin(0 -5mv)为 ± lVamin, (> 30000 ~ 36000) Vamin(> 13. 5 ~ 16. 2mv)为 ±2Vamin， (> 36000 - 40000) Vamin(> 16. 2 ~ 18mv)为 ± 3Vamin。

4.2分析讨论

4.2. 1平时一讲起显示器，不少同志就会习惯 地用电子秤的检定分度数n、检定分度值e来论其长 短。殊不知，这样不够理想，不尽完全。显示器究竟 不同于电子秤，它作为组成部件，应该具备自己的 特性。在上述举例中，电子秤几种情况n = 3000 相同，e也相同，只是因为空秤下的初始固定载荷有 差异，结果导致显示器的性能参数较大变化。最小 检定分度值Vamin从1. 5jjlv减少到0. 45jjlv，最大检 定分度数Namax从12000增加到40000。最大最小 之比达3倍以上。由此可见，显不器Vamin、Namax的提出和应用,具有现实意义,是十分必要的。

4.2. 2显示器的性能参数，除了会受到电子秤的检定分度数、检定分度值空秤下的固定载荷、称 量状况等因素影响外，还与称重传感器的结构原理、 供桥激励电压、灵敏度、有效载荷等有关。面对这 些，显亦器Vamin、Namax有广阔的应用天地，可以 发挥自己应有的作用。

4.2.3目前常见的是准确度III级显示器，它们 主要用于检定分度数n为3000左右的电子秤,那 么显不器的Vamin、Namax应该多大合适呢？有人认 为Vamin不大于0. 5jiv, Namax不小于40000,有人 认为不必这样，例如Vamin不大于3jjlv，Namax不小 于10000就行了。从上述举例来看，前者比较稳妥， 能适应全面情况。至于后者，需要多说几句。首先, 当Vamin = 3pv时，则电子衡器e的对应信号为 12jiv,估算其量程输出最大信号要达36mv(n = 3000)，从目前来看，大多数称重传感器的灵敏度为 2mv/v,供桥激励电压为10 ~ 12V等性能指标则难 以满足。可是,采用髙阻值应变桥路，髙激励电压等 技术措施便可以达到，但它们尚待普及推广。其次， 当Namax = 10000误差都为± lVamin时，则适用量 程信号从零开始等情况的电子秤，其n为2500左 右。第三，当Vamin从3pv减少到0. 5jtv，Namax从 10000增大到40000,则适合电子秤的情况逐渐变 好，直至全部。若在Namax内误差均为± lVamin,则 更理想。

5.检测举例

5.1标准信号装置和检测方法的选取

当前，标准信号装置和检测方法主要有四种:标准电压源法、电位差计法、标准传感器法、标准模拟 器法。它们的具体情况见表2。

从表2看出，标准模拟器法优点突出，应当推 广普及。世界上不少国家，如美国、德国、日本等早 有应用。近年来，用标准模拟器法来检测显示器已 在国内展开，并得到有关部门认可和好评。

标准模拟器（也称显示器校验器）是专门用来 模拟电阻应变式称重传感器输出电压信号，直接对 显示器进行检验和校准，只要轻轻拨动面板上有关 旋钮，便可以完成多种性能参数检测的需要。其检 测方法科学合理、先进可靠、简便易行，完全避免了 人工加卸载荷之劳苦、费时、效率低等不足。该装置 具有精度髙、工作稳定、操作简单、体积小巧、携带 方便等特点，它既能用于实验室检测，又能用于称 重现场调试、维修。

5.2ICW - 3型显示器校验器技术性能指标典 型数据：

1.输入电压范围：5~16V，最大备20V;

2.量限范围：1 ~ 4mv/v;

3.置零范围:0. IF ? S 或 0. 2F ? S;

4.校准范围：>5% F ? S

5.倍数输出：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11;

6.分度值变化：（0. l~l.l)xlO_5F.S;

7.非线性、重复性：矣1 xlO_5F ? S；

8.时间漂移：忘1 x 10_5F ?

9.温度系数≤2*10-6F.S/℃(0-40℃).

5.3检测结果数据

准确度③级显示器数量多，最为常见，现在采 用CWI-3型校验器对它们进行检测。下面节录其中几项性能结果数据，见表3、表4、表5、表6。 显本器最小检定分度值Vamin = 0. 5jjlv,最大检定分 度数Namax = 50000,置零电压为5mv，量程电压范 围为 5~30mv。

CWI - 3型校验器除了适用于显示器各项技术 性能检测外,还适用于显示器零点跟踪、置零、去皮、 欠载、超载等控制功能试验，这里不再赘述。

6.结束语

由上可见,显示器最小检定分度值、最大检定分 度数的提出，有利于相互交流，统一认识，确立目标 和方向；有利于产品生产制造，提髙改进质量；有利 于强化检测,给出具体数据，对照比较，优劣便知;有 利于使用选择，依靠数据资料，做到胸中有数，心想 事成。要坚持好的，改正错的，创造新的，与时俱进， 为发展我国的显示器和衡器事业贡献力量。