梅特勒托利多稱重模塊環(huán)境因素
由于環(huán)境因素會影響稱重模塊系統的精確度和安全性，因此在設計階段一定要考慮到這些因素。如果秤會受到風、地震或撞擊荷載的影響，您可能需要使用較大量程的稱重模塊和/或添加控制設備，從而使秤在極端情況下保持穩(wěn)定狀態(tài)。
風力載荷安裝在室外或者開放式建筑或架構中的秤會受到風力的影響，由于種種原因需要考慮到 這一因素。秤
體受到風力影響會產生新的力，作用于稱重模塊，并且會導致稱重模塊過載，個別情況下還會導致秤傾倒。同時也會嚴重影響秤的性能。下面兩部分會對這些要點作進一步探討。室外料罐和料倉秤通常為垂直圓筒形，通過支架來提高，并受到圖 4-1 中所示的通用型壓式稱重模塊的支撐，符合下面所介紹的類型（除非另有說明）。
梅特勒托利多稱重模塊典型室外料罐秤
結構穩(wěn)定性
在秤的穩(wěn)定性分析中，一般會假設風從任意水平方向吹來。風吹向秤的側面對迎風一側產生水平作用
力，這會對秤產生幾個結構效應：
1.稱重模塊必須通過施加水平力來抵抗風力。不得過 稱重模塊的額定大水平力。
2.風力使重量從迎風面的稱重模塊轉移到背風面的稱重模塊上，請參見第 10 章，附錄 2，計算反作用力，進一步探討這一點。如果過了稱重模塊的額定量程，就會對其造成損壞，稱滿載時容易發(fā)生這樣的狀況。因此可能需要選擇額定量程較大的稱重模塊。將稱重模塊放在靠近秤的重心的位置，如第 5 章，圖 5-19a 所示，可大程度上降低這一效應。
3.在個別情況下，風力會導致秤傾倒，特別是高且細的料罐或料倉。秤零負載時容易發(fā)生傾倒。為防止發(fā)生傾倒，所采用的稱重模塊必須具備防傾倒性能，并且不得過其大上升力額定值。個別情況下可能需要添加外部約束力來防止強風吹到料罐，請參見第 5 章“其它容器控制方法”。
在計算風力時，重要的因素是要確定（設定）現場的基本風速，一般情況下，這可以在地區(qū)建筑條例的等風速線圖中找到。同時，現場的暴露程度也很重要，例如秤位于峭壁上，或者面對著大片開放水域、鹽場等？秤的設計必須符合當地的建筑條例。另外，許多國家要求必須由經認證可以在該地區(qū)執(zhí)行工作的專業(yè)工程師來完成這一類型的結構設計工作。梅特勒-托利多認為，風荷載設計必須由本地經過認證的經驗豐富的專業(yè)人員根據本地條例及不同的情況來完成；我們的數據表為設計師提供進行此類分析所需的稱重傳感器及稱重模塊數據。
精確度 中等精度 低精度 水平檢測
精確度等級 高 好 良好 一般
系統精確度
（系統量程百分比）* 0.015 至 0.033 0.033 至 0.10 0.10 至 0.50 大于 0.50
稱重傳感器利用率
（額定量程百分比）* ≥ 50 ≥ 30 ≥ 30 ≥ 20
應用類型 制劑、調配、配料、精確填料使用的反應容器 收集罐、料斗、傳送系統、配料、填料 收集罐、料斗、傳送系統 原料和商品的散裝存儲罐

梅特勒托利多稱重模塊

稱重傳感器認證 C6 或 C3 OIML、5000d CIII NTEP C3 至 D1 OIML、3000d
CIII 至 10,000d CIIIL NTEP D1 OIML、1000d CIII NTEP
（未批準） 批準或未批準
稱重模塊載荷懸掛 自校正 自校正或浮動 自校正、浮動或固定 自校正、浮動或固定
固定或靜止的稱重傳感器 無 無 無 僅用于液體或氣體

梅特勒托利多稱重模塊
料罐特性 準備校驗砝碼、穩(wěn)固的安裝支撐 準備校驗砝碼、穩(wěn)固的安裝支撐 準備校驗砝碼、穩(wěn)固的安裝支撐 穩(wěn)固的安裝支撐
進口和出口管路 僅限靈活型 僅限靈活型 靈活型和穩(wěn)固型 靈活型和穩(wěn)固型
底座 穩(wěn)固且不受周圍因素的影響，統一撓曲度 穩(wěn)固且不受周圍因素的影響，統一撓曲度 穩(wěn)固且撓曲度統一 穩(wěn)固且撓曲度統一
型號 自校正 自校正、浮動或張力 自校正、浮動、固定或張力 活動稱重模塊與固定稱重模塊或固定底座的結合
物料 建議使用不銹鋼 碳鋼、不銹鋼 碳鋼、不銹鋼 碳鋼、不銹鋼
稱重模塊是一種稱量設備，它包含一個稱重傳感器，以及將稱重傳感器連接至平臺、輸送皮帶、料罐、料斗、容器或者任何組成秤體的物體所*的安裝硬件。通常情況下要用三到四個稱重模塊才能完全支撐物體的總重量。這樣就能有效地將物體轉變成秤體。一個稱重模塊系統必須能夠 提供準確的稱重數據，并且能夠安全支撐物體。
稱重模塊分為兩種基本類型：壓式型和拉式型。
壓式稱重模塊
壓式稱重模塊適用于大多數的稱重應用。這些模塊可以直接安裝到地面、結構底座或橫梁上。料罐或其它物體安裝在稱重模塊的頂部。
一個典型的壓式稱重模塊。它由稱重傳感器、頂板（承受載荷）、負載銷（將載荷從頂板傳至稱重傳感器）以及底板（用螺栓固定至地面或者其它支撐表面）組成?？赡軙脡壕o螺栓來防止容器翻倒。至少需要三個稱重模塊組成三角形才能完全支撐一個秤體，4 個稱重模塊組成正方形或矩形的情況也很常見。
頂板
稱重傳感器
壓緊螺栓
底板
負載銷
拉式稱重模塊
拉式稱重模塊用于上方（比如從建筑的上部構造或上層露面上）必須懸掛的料罐、料倉或其它物體上形成秤體。
一個典型的拉式稱重模塊。它采用的是 S 形的稱重傳感器，兩端都有螺紋孔。兩端都旋入了球形桿端軸承，連接叉裝置通過螺紋桿連接至上部的結構和下部的料罐。通常情況下要用三個或三個以上的稱重模塊才能完全支撐起秤體。
梅特勒托利多稱重模塊秤性能
風吹向秤會同時對零度數和跨度讀數產生或積極或消極的影響。平穩(wěn)的風在零度數和跨度讀數時產生
的穩(wěn)定偏移，但是陣風比較典型，會在零度數和跨度讀數時造成不穩(wěn)定性；好的情況下，這只會造成秤操作困難，壞的情況下則會導致重量值出現嚴重錯誤。風影響秤的方式有很多種：
1.風水平吹向秤的側面會導致負載在稱重模塊間轉移，如上一部分的第 2 點所述；這會導致某些稱重模塊過載，也會影響重量讀數的精確度。由于存在制造公差，所有的稱重傳感器的額定輸出都有一定的浮動；這在數據表中通常通過在額定輸出（單位：mV/V）后跟 ± 公差值（范圍：0.1 到 5%）來表示。如果秤無法改變位置（通常為對自動調平的物料，比如液體，進行稱重的料罐秤），由于稱重傳感器的這一輸出浮動（單位：mV/V），轉移的重量就很有可能記錄不同。選擇公差 (mV/V) 較小的稱重傳感器可以大程度上減少這類誤差，同時在校準前（通過微調接線盒）進行調整移位也可以消除這一誤差。稱重模塊中使用的梅特勒-托利多稱重傳感器一般都經過調整，公差 (mV/V) 都在
±0.25% 范圍內或者小，Flexmount 和 Centerligne 使用的 0745A 已調整至 ±0.1%。梅特勒托利多稱重模塊
2.水平吹來的風也會對秤的上表面和下表面的垂直組件產生作用力。如果上表面和下表面完全對稱， 氣流模式相同，那么產生的垂直作用力就會相等并且相反，因此會抵消。但是，這種情況并不存在，特別是考慮到附屬物的情況下，比如混合器、管路、檢視艙口和支撐架。事實上，這些力很難量化，唯一可行的方法就是遮蓋住秤或者將其置于室內，強烈建議在要求較高的精確度的情況下采用這樣方法，另請參見下面的“溫度效應”部分。注意，位于建筑背風面的料罐不一定會受到風的影響，建筑上的氣流會在背風處產生氣壓梯度，并對秤產生垂直合力。
3.如果風向與水平線呈角度，那么垂直合力就會作用于秤，這會直接影響秤的讀數。如果秤位于斜坡上或者風向被建筑物或其它障礙物改變，就會導致這一狀況發(fā)生。如果來自風扇或 HVAC 系統的氣流直接從上方作用于小量程工業(yè)稱或實驗室天平，那么在室內也會發(fā)生同樣的問題。
4.如果風在大型臺秤的下方匯集，就會發(fā)生問題，導致壓力增大，平臺傾倒。將秤置于四面墻壁完好的基坑中，以保護秤。

稱重模塊一般安裝指南
向稱重傳感器施加力
使用應變計的稱重傳感器十分敏感，能夠檢測到重量發(fā)生的十分細微的變化。技巧是確保它們僅對您想要測量的重量作出反應，而不對其它力作出反應。要獲得準確的重量讀數，您必須認真核實重量施加至稱重傳感器的方式及位置。理論上，安裝的稱重傳感器要使負載在整個重量范圍內垂直施加（參見圖 5-1）。
要獲得理想的稱重效果，稱重容器和稱重傳感器支撐需要保持水平和平行，并且要務必無比牢固。如梅特勒托利多稱重模塊
果料罐秤及其結構支撐經過仔細設計和安裝，那么秤就可以獲得理想的載荷應用。如果秤安裝不正確，則由多種力會影響其精確度。下面的部分講述的是料罐秤應用中常碰到的載荷問題。
角向載荷
如果力并非完全垂直施加至稱重傳感器，那么就會發(fā)生角向負載。這一對角力可看作是其垂直組件和水平組件的合力。在設計完好的稱重模塊應用中，稱重傳感器會感應出重量（垂直作用力），但無法感應到側向負載（水平力）。
為帶有稱重傳感器的稱重模塊應用固定在底座上。料罐重量產生的力完全垂直向下。圖 5-2b 中的作用力有一定的角度。該角向力的垂直組件 (F) 垂直于稱重傳感器， 并受到感應；相當于圖 5-2a 中施加的力。水平組件（側向力）= F × Tangent θ.
所示為角向負載是如何影響固定在進行稱重的料罐上的稱重傳感器。圖 5-3a 所示為作用力完全垂直的理想安裝情況。在圖 5-3b 中，垂直于稱重傳感器并受到感應的作用力 (FN) 會小于理想安裝情況下施加到稱重傳感器上的垂直作用力 (F)。這種情況下，FN = F × Cosine θ.梅特勒托利多稱重模塊
如果垂直作用力的施加方向不在中心線上，就會出現偏心荷載。這一問題可能由熱膨脹和收縮所致，也可能由安裝硬件設計不佳所致。使用能夠適應膨脹和收縮的稱重模塊，您就可以避免偏心荷載問題。
側向載荷和端部載荷
如果水平力作用于稱重傳感器的側面或端部，則會發(fā)生側向負載和端部負載（請參見圖 5-5）。它們可能由熱膨脹和收縮、偏離或者動態(tài)負載引起的容器移位所致。側向和端部作用力可能會影響秤的線性和磁滯。對于靜態(tài)負載應用而言，請使用能夠抵消熱運動的稱重模塊系統。而對于動態(tài)負載應用而言，請使用帶有自校準負載銷懸架的稱重模塊系統。
施加至稱重傳感器的側向作用力和端部作用力
如果側向所用力轉動稱重傳感器，則會發(fā)生轉矩載荷。這可能由結構彎曲、系統動力則學、熱運動或安裝硬件偏離所致。轉矩載荷會降低系統的精確度和可重復性。為避免發(fā)生這一問題， 請務必遵守相應的結構支撐和安裝指南，并使用防止料罐運動的稱重模塊。

稱重模塊靜態(tài)與動態(tài)載荷

在為某個應用程序選擇稱重模塊時，考慮如何為稱重模塊施加載荷非常重要。料罐、料斗、料倉以及容器上的大多數稱重模塊應用都使用靜態(tài)載荷。如果是靜態(tài)載荷的話，則幾乎或者根本不會對稱重模塊產生剪切力。像輸送裝置、管架、機械秤轉換等應用以及帶有高功率攪拌機和混合機的秤使用動態(tài)載荷。使用動態(tài)載荷，在將產品放在秤上或進行加工的過程中會將水平剪切力傳輸至稱重模塊。請參閱第 6 章“壓式稱重模塊”，了解稱重模塊懸掛的類型以及其應用參數。

采用多少個稱重模塊？

對于現有安裝而言，稱重模塊的數量取決于現有支撐的數量。如果一個料罐有四個支架，那么您就需要使用四個稱重模塊。
而對于新的安裝而言，好選擇三點支撐系統，因為其確保了在稱重模塊上分配正確的載荷。如果考慮風、流體晃動或者地震載荷因素，那么料罐可能需要四個或四個以上的支撐來另外加固，防止其傾斜。
大多數的秤應用都采用三個或者四個稱重模塊。梅特勒-托利多儀表可以計算四個、八個，甚至多的稱重模塊的輸出總和，但是出四個以后就很難達到平均分配重量以及調整移位。
要計算每個稱重模塊的必要量程，請用系統總量程除以支撐的數量?？偭砍桃獞冒踩禂?，以防低估了重量或者重量分配不均。在第 6 章“壓式稱重模塊”和第 7 章“拉式稱重模塊”中講述了確定稱重模塊大小的程序。環(huán)境因素（如地震荷載和風力荷載）也會影響應用中稱重模塊的量程，請參見第 4 章“稱重模塊環(huán)境影響考慮因素”。
稱重模塊現場校準

另外一個要考慮的要素就是如何校準稱重模塊系統。如果您向現有料罐添加稱重模塊的話，可能需要改造料罐才能在上面懸掛合格的校驗砝碼。料罐至少要能夠支撐相當于產品凈重（規(guī)定量程）的 20%的重量。第 8 章“稱重模塊系統校準”中講述了一些現場校準的方法。
料罐和容器設計
將出現料罐秤的精確度會受到料罐本身設計的影響。應設計新的料罐，保證其在物料重量作用下不會嚴重彎曲，并且不會在滿載或空載的情況下出現壓力失衡。如果您要將現有料罐轉至秤上，您可能需要修改料罐來滿足這些要求。
壓式秤的穩(wěn)定性
稱重模塊旨在將負載準確移至稱重傳感器，同時避免發(fā)生上一部分中所述的不必要的作用力。
是從 Centerlign（一種典型壓式稱重模塊）頂板的簡化橫截面圖。
頂板
搖桿銷
稱重傳感器
梅特勒托利多稱重模塊Centerlign 頂板的簡化橫截面
它顯示的是置于搖桿銷上的頂板，是將載荷移至稱重傳感器的工具。搖桿銷的上表面為球面半徑，這就是說頂板只有單點支撐，理論上應為頂板的中心點。另外，稱重模塊必須具備允許頂板在發(fā)生熱膨脹和收縮時水平移動的機制，這種情況下，搖桿銷經過 5-7 次傾斜，使頂板的支撐點水平移開中心點位置。前述狀況有兩個重要后果：
1.無法向頂板施加力矩來防止其轉出水平面之外。
2.頂板會自然轉出水平面之外。即使從上方向頂板*添加負載，下面的支撐點也會因為熱膨脹/收縮輕微偏離中心，這樣就會產生多種轉動頂板的可能。這一情形會因為必然的制造和安裝容差而加重。
這些點對所有稱重模塊都適用，并且對壓式秤的設計師有很多啟示：
?一個單獨的壓式稱重模塊無法支撐一個秤，至少需要三個稱重模塊。在平面圖中，稱重模塊不能在一條直線上，三個稱重模塊必須安排成三角形，四個則要安排成正方形或矩形等。
?作用于稱重心的垂直重力應始終在支撐點規(guī)定的稱重模塊頂板上的水平面范圍內；不得出這一范圍。換句話說，在正常的稱重狀況下一定會對稱重模塊產生一些向下的作用力。不能過任何稱重模塊的額定量程，因為可能會損壞稱重傳感器；理想狀況下重心應在*位置，這樣所有的稱重模塊才能平均負載。
?請參見圖 5-8，稱重模塊必須夾在堅固的底座（下部）和堅固的秤結構（下部）之間，以確?；晚敯灞３衷谒矫鎯?。底座可以是混凝土，也可以是鋼結構。秤結構可為鋼質平臺，也可為料罐、料斗等，增加稱重模塊頂板的堅固性。如果料罐有支架，支架一定要牢固并且呈十字支撐，請參見下面的圖 5-15a 和 5-15b。
典型的秤配置（可看到 4 個稱重模塊中的 2 個）
?基板不能直接置于腳輪或車輪上，如圖 5-9 所示?？梢灾谱靼赋樱擒囕?腳輪與稱重模塊基板之間必須有堅固的架構。
梅特勒托利多稱重模塊確定系統分辨率
非交易過程稱重
稱重傳感器和儀表結合來產生所需系統分辨率或增量的能力水平可通過以下公式計算得出：
信號強度 = 所需增量大小 × 稱重傳感器輸出 (mV/V)* × 激勵電壓 × 1,000
（伏特每增量） 單個稱重傳感器量程 × 稱重傳感器數量
*大多數梅特勒-托利多稱重傳感器的輸出為 2 mV/V。
在公式中輸入所需增量，同時輸入稱重傳感器和儀表參數，始終采用相同的重量單位。如果信號強度
（伏特每增量）低于儀表允許的小值，系統就可以提供所需的分辨率。
梅特勒托利多稱重模塊示例 1：
假設假設料罐秤的儀表上安裝了四個 5,000 磅稱重傳感器 (2 mV/V)，儀表激勵電壓為 15 VDC，小值為
0.1 微伏每增量，顯示的大增量為 100,000。您想要稱起的重量達 15,000 磅，增量為 2 磅（顯示的增量為 7,500）。根據公式算出所需的信號強度：
2 lb × 2 mV/V × 15 VDC × 1,000 = 3.0 微特每增量
5,000 lb × 4
儀表的可取的小信號強度為 0.1 微伏每增量。由于根據公式計算得出的信號為 3.0 微伏每增量，大于
該 0.1 微伏每增量，因此您能夠顯示 2 磅增量。
示例 2：
假設料罐秤的儀表安裝了四個 1100 千克的稱重傳感器 (1.94 mV/V)，儀表的激勵電壓為 5 VDC，小值為 0.1 微伏每增量，顯示的大增量為 100,000。您想要稱起的重量達 1,000 千克，增量為 0.2 kg（顯示的增量為 5000）。根據公式算出所需的信號強度：
0.2 kg × 1.94 mV/V × 5 VDC × 1,000 = 0.44 微伏每增量
1100 kg × 4
儀表的可取的小信號強度為 0.1 微伏每增量。由于根據公式計算得出的信號為 0.44 微伏每增量，大
于該 0.1 微伏每增量，因此您能夠顯示 0.2 千克增量。
合法貿易交易稱重
如果您用砝碼稱重來購買和/或銷售物料，分辨率或增量則會受到秤的許可的限制。下面一部分介紹合
法貿易應用的行業(yè)標準以及這些標準對稱分辨率的限制。

現實狀況下梅特勒托利多稱重模塊能夠獲得怎樣的精確度？
稱秤系統的精確度取決于所采用的稱重傳感器的質量。您能夠從秤系統獲得的佳狀態(tài)也只是達到稱重傳感器的性能額定值。以下是優(yōu)質的稱重傳感器的標準性能額定值：
? 非線性額定量程 (R.C.) 的 ±0.01%
?滯后：額定量程 (R.C.) 的 ±0.02%
? 綜合誤差：額定量程 (R.C.) 的 ±0.02% 到 0.03%
綜合誤差是由非線性和滯后聯合作用產生的誤差。圖 3-6 所示為稱重傳感器綜合誤差，即從零負載到額定量程之間的誤差帶。所有的重量讀數都應在該 ￡ 誤差帶范圍內。理想情況下，秤系統的精確度可以達到甚至過系統中單個稱重傳感器的精確度（系統量程的 0.02%，甚**）。但是，在現實狀況下，精確度會受到環(huán)境因素和結構因素（如振動、溫度、活動至固定連接、管路以及模塊支撐完整
梅特勒托利多稱重模塊預測系統精確度
料罐秤的精確度由各種因素決定，包括儀表、稱重傳感器、安裝硬件、料罐設計、底座以及環(huán)境影響
因素。不同的應用要求不同的稱重精確度。精確的配料或填料過程需要的精確度高于散裝存儲操作。表 3-2 詳細介紹了四種稱重精確度，并列出了會影響料罐秤達到這些精確度的性能的因素。遵循下表
中列出的建議將有助于確保料罐秤達到理想的精確度。
梅特勒托利多稱重模塊系統精確度總結
系統的真實精確度只能在安裝了整個系統后通過測試和驗證才能確定。安裝完所有的管路和系統組件
后，添加校驗砝碼或其它物料直至秤達到滿載量程，以對容器進行“測試”。這樣可以避免產生累積壓力，同時使系統穩(wěn)定下來。系統穩(wěn)定后，測試幾次（從零負載到滿載量程）以確定系統的終性能。從零負載開始，一步一步添加已知砝碼，直至達到系統的滿載量程。記錄每一步的標重。然后在從系統中取下砝碼的間隔讀取重量讀數。要確定系統的實際誤差，請將標重讀數與秤上添加的實際重量進行對比。


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