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检测电子秤称重显示器的新型方法及其装置

时间:2018-01-10 05:30:21 来源:本站 点击数:754

称重显示器以下简称显示器”犹如电子秤的头脑,它接收、加工、处理称重传感器以下简称“传感器”输出信号不仅能把被称物的质量以数字形式准确
地表达出来
,而且能完成置零、去皮、零点跟踪、自检校验等功能。时下绝大多数显示器以普遍应用的电阻应变式传感器为服务对象取自传感器的电压信号经过放大滤波、A/D转换、运算求值等环节,最终给出结果。

显示器的检测方法早期主要有电压源法、电位差计法、传感器法,如图1、图2和图3所示。前两种方法的最大问题是将显示器整机‘电压比”技术抛弃一边,人为硬性分项检测,然后再作综合,此方法陈旧落后。传感器法存在准确度低,配套力源不便携带等不足。

鉴于电压源法、电位差计法和传感器法的上述不足, 产生了高精密校验器法以下简称检验器法”或者模拟 器法”。国际有关计量组织对此方法给予了充分肯定和推 荐,美国、日本、欧盟等先后实施,获得了很好的效果。我国 近年来在一些地区和部门作了实践应用,反映良好。

该法如图4所示。校验器的输入、输出端直接与显示 器输出、输入端相连,中间没有传递环节,只要轻轻拨动 校验器的有关旋钮,就能完成显示器各种性能参数和控制功能的检测工作。

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一、检验器的基本特征

1.工作参数等效:检验器由专门设计电阻网络代替 了传感器电阻应变式桥路,两者的输入电阻、输出电阻 回路状态等效一致,保持了检测和使用情况相符合。

2.误差小,不仅能满足三、四级秤的显示器的全部检 测要求,而且能涵盖部分二级秤显示器的检测要求。

3.时漂小、温漂小、稳定性好。

4.噪声低、步进值小、量程宽等。

二、检验器的主要技术指标

1.输入电压范围5^20)V(DC)激励

2.测量范围1-4)mV/V分为6挡;

3.置零范围0.1FS;

4.校准范围3%FS;

5.称量范围(0.1~1.1)FS分11挡;

6.步进率及范围1X10-5FS*20;

7.重复性、非线性<1X10-5FS;

8.温度系数3 X10-6FS/°C(0~40 °C)

典型检测数据见表1和表2。

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三、校验器应用举例

1.非自动平衡器显示器的检测

如图4所示,不论三级、四级显示器还是部分二级 显示器均能用校验器进行检测。例如确定最小检定分 度值、最大检定分度数、最大误差、非线性、重复性、时 漂、温漂、供电源脉冲串干扰、高频电磁场辐射等技术 数据;又如确定置零、去皮、零点跟踪等控制功能误差。 可以说,显示器的所有项目试验和检测,几乎都离不开 检验器。

2.动态或自动衡器显示器的检测

不少厂家或公司争先恐后地推出有关显示器例如 动态汽车衡料斗秤和吊秤的显示器等它们所给的技术 参数五花八门有的是A/D转换速率、有的是采样或显示 时间、有的是被称物停留时间等。其做法存在一定弊端, 即确切有效的称量可采用结果需要与实际电子秤组合试 验后才有定论,而这种依赖于组合试验的做法也存在弊 端。解决的方法:第一步是抓好显示器、传感器、秤件等 检测工作,搞清它们的时域和频域特性。第二步是在此 基础上进行分析研宄,找出规律,用以指导有关标准、规范的制定,促进动态或自动衡器的发展。

依照这种想法,我们尝试将检验器与时间控制器、 信号发生器组合在一起,对一快速显示器作了测试,如图 5 所 示 。

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时间控制器用来控制显示器输入信号持续时间td 等,信号发生器用来产生正弦、脉冲、三角等波形信号。 其输出频率、幅值都可以调整。接入电阻艮、私,主要是隔 离或减小信号发生器对校验器的影响,要求R4=R5 100R0R0为校验器输出电阻350Ω。显示器满度为 5000,输入电压信号为10mV分度值为2 uV测试分以下 三种情况,其结果可供读者参考。

(1)信号发生器无输出,校验器输出10mVtd不同 时,观测显示器值变化。试验结果表明:示值变化,相对误 y主要取决于td例如td=5msY约4%;td=20ms7约1%

(2)校验器输出10mV信号发生器输出2mV当正弦 频率f不同时,观测变化相对误差y主要取决于频率变化 (例如f=2Hz)Y约5%;td=5HzY约 1%

(3)校验器输出10mV信号发生器输出2mVtdf 不同时,观测显示器示值变化。试验结果表明:示值变化 相对误差T取决于两者综合影响,近似于方和根”。例如 td=5msf=2Hz}约约 6%; td=20msf=5Hz}约勺1.6%。