梅特勒托利多稱重模塊環(huán)境因素
由于環(huán)境因素會(huì)影響稱重模塊系統(tǒng)的精確度和安全性，因此在設(shè)計(jì)階段一定要考慮到這些因素。如果秤會(huì)受到風(fēng)、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(shè)備，從而使秤在極端情況下保持穩(wěn)定狀態(tài)。
風(fēng)力載荷安裝在室外或者開(kāi)放式建筑或架構(gòu)中的秤會(huì)受到風(fēng)力的影響，由于種種原因需要考慮到 這一因素。秤
體受到風(fēng)力影響會(huì)產(chǎn)生新的力，作用于稱重模塊，并且會(huì)導(dǎo)致稱重模塊過(guò)載，個(gè)別情況下還會(huì)導(dǎo)致秤傾倒。同時(shí)也會(huì)嚴(yán)重影響秤的性能。下面兩部分會(huì)對(duì)這些要點(diǎn)作進(jìn)一步探討。室外料罐和料倉(cāng)秤通常為垂直圓筒形，通過(guò)支架來(lái)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(shuō)明）。
梅特勒托利多稱重模塊典型室外料罐秤
結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性
在秤的穩(wěn)定性分析中，一般會(huì)假設(shè)風(fēng)從任意水平方向吹來(lái)。風(fēng)吹向秤的側(cè)面對(duì)迎風(fēng)一側(cè)產(chǎn)生水平作用
力，這會(huì)對(duì)秤產(chǎn)生幾個(gè)結(jié)構(gòu)效應(yīng)：
1.稱重模塊必須通過(guò)施加水平力來(lái)抵抗風(fēng)力。不得過(guò) 稱重模塊的額定大水平力。
2.風(fēng)力使重量從迎風(fēng)面的稱重模塊轉(zhuǎn)移到背風(fēng)面的稱重模塊上，請(qǐng)參見(jiàn)第 10 章，附錄 2，計(jì)算反作用力，進(jìn)一步探討這一點(diǎn)。如果過(guò)了稱重模塊的額定量程，就會(huì)對(duì)其造成損壞，稱滿載時(shí)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(yīng)。
3.在個(gè)別情況下，風(fēng)力會(huì)導(dǎo)致秤傾倒，特別是高且細(xì)的料罐或料倉(cāng)。秤零負(fù)載時(shí)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(guò)其大上升力額定值。個(gè)別情況下可能需要添加外部約束力來(lái)防止強(qiáng)風(fēng)吹到料罐，請(qǐng)參見(jiàn)第 5 章“其它容器控制方法”。
在計(jì)算風(fēng)力時(shí)，重要的因素是要確定（設(shè)定）現(xiàn)場(chǎng)的基本風(fēng)速，一般情況下，這可以在地區(qū)建筑條例的等風(fēng)速線圖中找到。同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)的暴露程度也很重要，例如秤位于峭壁上，或者面對(duì)著大片開(kāi)放水域、鹽場(chǎng)等？秤的設(shè)計(jì)必須符合當(dāng)?shù)氐慕ㄖl例。另外，許多國(guó)家要求必須由經(jīng)認(rèn)證可以在該地區(qū)執(zhí)行工作的專業(yè)工程師來(lái)完成這一類型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。梅特勒-托利多認(rèn)為，風(fēng)荷載設(shè)計(jì)必須由本地經(jīng)過(guò)認(rèn)證的經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)人員根據(jù)本地條例及不同的情況來(lái)完成；我們的數(shù)據(jù)表為設(shè)計(jì)師提供進(jìn)行此類分析所需的稱重傳感器及稱重模塊數(shù)據(jù)。

確定系統(tǒng)精確度和可重復(fù)性
經(jīng)驗(yàn)表明，完全由置于穩(wěn)固基礎(chǔ)上的稱重模塊支撐的料罐秤的精確度小于施加載荷（置于秤上的重量） 的 0.1%。如果這類秤經(jīng)過(guò)正確校準(zhǔn)，就可以讀出置于其上面的重量的準(zhǔn)確讀數(shù)。理論上，總負(fù)重量程的百分比應(yīng)該等于總計(jì)數(shù)（增量）的百分比。圖 3-2 闡釋了這一關(guān)系。
梅特勒托利多稱重模塊：理想量程與計(jì)數(shù)次數(shù)
如果秤的計(jì)數(shù)次數(shù)為 1,000，總量程為 5,000 磅 [2000 千克]，那么每一次的計(jì)數(shù)應(yīng)為 5 磅 [2 千克]。當(dāng)把 2,500 磅 [1000 千克] 的重量置于秤上時(shí)，則計(jì)數(shù)次數(shù)應(yīng)為 500。如果重量為 5,000 磅 [2000 千克]，則計(jì)數(shù)次數(shù)應(yīng)為 1,000。不管是向秤上添加重量還是從秤上減去重量，這一關(guān)系都不會(huì)改。
如果秤未經(jīng)正確校準(zhǔn)，這一理想的關(guān)系則未必正確。有四種主要的誤差會(huì)導(dǎo)致稱重不準(zhǔn)：
?校準(zhǔn)誤差
?線性誤差
?滯后誤差
?可重復(fù)性誤差
梅特勒托利多稱重模塊校準(zhǔn)誤差
一些誤差是因?yàn)榉Q重設(shè)備沒(méi)有經(jīng)過(guò)正確校準(zhǔn)。如果出現(xiàn)校準(zhǔn)誤差（參見(jiàn)圖 3-3），計(jì)數(shù)次數(shù)與載荷的比
例仍是一條直線，因?yàn)檫@是在理想的秤狀況下。但是在滿載荷情況下，直線不能完全達(dá)到計(jì)數(shù)次數(shù)。重量和計(jì)數(shù)次數(shù)之間為線性關(guān)系，但并不準(zhǔn)確無(wú)誤。這通常是由對(duì)秤進(jìn)行電子校準(zhǔn)時(shí)發(fā)生的誤差所致， 可以通過(guò)重新校準(zhǔn)秤進(jìn)行正。
線性誤差
線性指的是負(fù)載附加到秤上時(shí)，秤能夠保持計(jì)數(shù)次數(shù)與負(fù)載比例（圖中的一條直線）的一致性。如果
出現(xiàn)線性誤差，秤能夠在零載荷和滿載荷時(shí)正確讀數(shù)，但在兩點(diǎn)之間則無(wú)法正確讀數(shù)（請(qǐng)參見(jiàn)圖 3-4）。重量指示可能會(huì)高于實(shí)際重量（如圖所示），也可能會(huì)低于實(shí)際重量。
梅特勒托利多稱重模塊一般考慮因素
梅特勒-托利多 確定系統(tǒng)精確度和可重復(fù)性
滯后誤差
滯后指的是對(duì)于同一施加載荷的秤讀數(shù)的大差異，一個(gè)讀數(shù)通過(guò)從零增加負(fù)載得出，另外一個(gè)通過(guò)
從滿載減少負(fù)載得出。圖 3-5 所示為典型的滯后誤差。秤在零載荷和滿載荷時(shí)能夠準(zhǔn)確讀數(shù)。逐漸向稱添加重量時(shí)，曲線低于直線，顯示的讀數(shù)過(guò)低。達(dá)到滿載后，重量逐漸減少，曲線高于直線，顯示的讀數(shù)過(guò)高。滯后指的是負(fù)載和卸載曲線之間的大差異；在本示例中出現(xiàn)在半載荷時(shí)。您應(yīng)當(dāng)采取一些措施來(lái)減少配料稱、填料稱和計(jì)數(shù)稱應(yīng)用中的線性誤差和滯后誤差，特別是采用了全套秤的情況下。
梅特勒托利多稱重模塊可重復(fù)性誤差
可重復(fù)性指的是秤能夠在相同的環(huán)境狀況下多次添加或去除同樣的重量時(shí)顯示相同的讀數(shù)。它指的是
讀數(shù)之間的大差異，用施加載荷的百分比表示。例如，假設(shè)在量程 5,000 磅 [2500 千克] 的秤上放
置 10 次 5,000 磅 [2500 千克] 的重量，5,001 磅 [2500.5 千克] 為大讀數(shù)，而 5,000 磅 [2500 千克]
為小讀數(shù)?？芍貜?fù)性誤差則為 1 磅 [0.5 千克]，或者是秤體的施加載荷 (A.L) 的 0.02% (1/5,000)。注意：帶有施加載荷的秤體的可重復(fù)性誤差，如果施加載荷減少一半，則可重復(fù)性誤差也要減半。
稱重模塊靜態(tài)與動(dòng)態(tài)載荷

在為某個(gè)應(yīng)用程序選擇稱重模塊時(shí)，考慮如何為稱重模塊施加載荷非常重要。料罐、料斗、料倉(cāng)以及容器上的大多數(shù)稱重模塊應(yīng)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(huì)對(duì)稱重模塊產(chǎn)生剪切力。像輸送裝置、管架、機(jī)械秤轉(zhuǎn)換等應(yīng)用以及帶有高功率攪拌機(jī)和混合機(jī)的秤使用動(dòng)態(tài)載荷。使用動(dòng)態(tài)載荷，在將產(chǎn)品放在秤上或進(jìn)行加工的過(guò)程中會(huì)將水平剪切力傳輸至稱重模塊。請(qǐng)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(yīng)用參數(shù)。

采用多少個(gè)稱重模塊？

對(duì)于現(xiàn)有安裝而言，稱重模塊的數(shù)量取決于現(xiàn)有支撐的數(shù)量。如果一個(gè)料罐有四個(gè)支架，那么您就需要使用四個(gè)稱重模塊。
而對(duì)于新的安裝而言，好選擇三點(diǎn)支撐系統(tǒng)，因?yàn)槠浯_保了在稱重模塊上分配正確的載荷。如果考慮風(fēng)、流體晃動(dòng)或者地震載荷因素，那么料罐可能需要四個(gè)或四個(gè)以上的支撐來(lái)另外加固，防止其傾斜。
大多數(shù)的秤應(yīng)用都采用三個(gè)或者四個(gè)稱重模塊。梅特勒-托利多儀表可以計(jì)算四個(gè)、八個(gè)，甚至多的稱重模塊的輸出總和，但是出四個(gè)以后就很難達(dá)到平均分配重量以及調(diào)整移位。
要計(jì)算每個(gè)稱重模塊的必要量程，請(qǐng)用系統(tǒng)總量程除以支撐的數(shù)量?？偭砍桃獞?yīng)用安全系數(shù)，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(fēng)力荷載）也會(huì)影響應(yīng)用中稱重模塊的量程，請(qǐng)參見(jiàn)第 4 章“稱重模塊環(huán)境影響考慮因素”。
稱重模塊現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)

另外一個(gè)要考慮的要素就是如何校準(zhǔn)稱重模塊系統(tǒng)。如果您向現(xiàn)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(yàn)砝碼。料罐至少要能夠支撐相當(dāng)于產(chǎn)品凈重（規(guī)定量程）的 20%的重量。第 8 章“稱重模塊系統(tǒng)校準(zhǔn)”中講述了一些現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)的方法。
精確度 中等精度 低精度 水平檢測(cè)
精確度等級(jí) 高 好 良好 一般
系統(tǒng)精確度
（系統(tǒng)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(yīng)用類型 制劑、調(diào)配、配料、精確填料使用的反應(yīng)容器 收集罐、料斗、傳送系統(tǒng)、配料、填料 收集罐、料斗、傳送系統(tǒng) 原料和商品的散裝存儲(chǔ)罐

梅特勒托利多稱重模塊

稱重傳感器認(rèn)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(zhǔn)） 批準(zhǔn)或未批準(zhǔn)
稱重模塊載荷懸掛 自校正 自校正或浮動(dòng) 自校正、浮動(dòng)或固定 自校正、浮動(dòng)或固定
固定或靜止的稱重傳感器 無(wú) 無(wú) 無(wú) 僅用于液體或氣體

梅特勒托利多稱重模塊
料罐特性 準(zhǔn)備校驗(yàn)砝碼、穩(wěn)固的安裝支撐 準(zhǔn)備校驗(yàn)砝碼、穩(wěn)固的安裝支撐 準(zhǔn)備校驗(yàn)砝碼、穩(wěn)固的安裝支撐 穩(wěn)固的安裝支撐
進(jìn)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(tǒng)一撓曲度 穩(wěn)固且不受周圍因素的影響，統(tǒng)一撓曲度 穩(wěn)固且撓曲度統(tǒng)一 穩(wěn)固且撓曲度統(tǒng)一
型號(hào) 自校正 自校正、浮動(dòng)或張力 自校正、浮動(dòng)、固定或張力 活動(dòng)稱重模塊與固定稱重模塊或固定底座的結(jié)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(shè)備，它包含一個(gè)稱重傳感器，以及將稱重傳感器連接至平臺(tái)、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(gè)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(zhuǎn)變成秤體。一個(gè)稱重模塊系統(tǒng)必須能夠 提供準(zhǔn)確的稱重?cái)?shù)據(jù)，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(shù)的稱重應(yīng)用。這些模塊可以直接安裝到地面、結(jié)構(gòu)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(gè)典型的壓式稱重模塊。它由稱重傳感器、頂板（承受載荷）、負(fù)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?huì)用壓緊螺栓來(lái)防止容器翻倒。至少需要三個(gè)稱重模塊組成三角形才能完全支撐一個(gè)秤體，4 個(gè)稱重模塊組成正方形或矩形的情況也很常見(jiàn)。
頂板
稱重傳感器
壓緊螺栓
底板
負(fù)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(gòu)造或上層露面上）必須懸掛的料罐、料倉(cāng)或其它物體上形成秤體。
一個(gè)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(guò)螺紋桿連接至上部的結(jié)構(gòu)和下部的料罐。通常情況下要用三個(gè)或三個(gè)以上的稱重模塊才能完全支撐起秤體。

現(xiàn)實(shí)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(tǒng)的精確度取決于所采用的稱重傳感器的質(zhì)量。您能夠從秤系統(tǒng)獲得的佳狀態(tài)也只是達(dá)到稱重傳感器的性能額定值。以下是優(yōu)質(zhì)的稱重傳感器的標(biāo)準(zhǔn)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(lián)合作用產(chǎn)生的誤差。圖 3-6 所示為稱重傳感器綜合誤差，即從零負(fù)載到額定量程之間的誤差帶。所有的重量讀數(shù)都應(yīng)在該 ￡ 誤差帶范圍內(nèi)。理想情況下，秤系統(tǒng)的精確度可以達(dá)到甚至過(guò)系統(tǒng)中單個(gè)稱重傳感器的精確度（系統(tǒng)量程的 0.02%，甚**）。但是，在現(xiàn)實(shí)狀況下，精確度會(huì)受到環(huán)境因素和結(jié)構(gòu)因素（如振動(dòng)、溫度、活動(dòng)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(yù)測(cè)系統(tǒng)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(shè)計(jì)、底座以及環(huán)境影響
因素。不同的應(yīng)用要求不同的稱重精確度。精確的配料或填料過(guò)程需要的精確度高于散裝存儲(chǔ)操作。表 3-2 詳細(xì)介紹了四種稱重精確度，并列出了會(huì)影響料罐秤達(dá)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(dá)到理想的精確度。
梅特勒托利多稱重模塊系統(tǒng)精確度總結(jié)
系統(tǒng)的真實(shí)精確度只能在安裝了整個(gè)系統(tǒng)后通過(guò)測(cè)試和驗(yàn)證才能確定。安裝完所有的管路和系統(tǒng)組件
后，添加校驗(yàn)砝碼或其它物料直至秤達(dá)到滿載量程，以對(duì)容器進(jìn)行“測(cè)試”。這樣可以避免產(chǎn)生累積壓力，同時(shí)使系統(tǒng)穩(wěn)定下來(lái)。系統(tǒng)穩(wěn)定后，測(cè)試幾次（從零負(fù)載到滿載量程）以確定系統(tǒng)的終性能。從零負(fù)載開(kāi)始，一步一步添加已知砝碼，直至達(dá)到系統(tǒng)的滿載量程。記錄每一步的標(biāo)重。然后在從系統(tǒng)中取下砝碼的間隔讀取重量讀數(shù)。要確定系統(tǒng)的實(shí)際誤差，請(qǐng)將標(biāo)重讀數(shù)與秤上添加的實(shí)際重量進(jìn)行對(duì)比。

壓式稱重模塊和拉式稱重模塊
稱重模塊分為兩種基本類型：
壓式稱重模塊旨在在稱重模塊頂部安裝料罐或其它結(jié)構(gòu)。拉式稱重模塊用于在稱重模塊上懸掛料罐或
一 其 它 結(jié) 構(gòu) 。
您應(yīng)該采用壓式稱重模塊還是拉式稱重模塊，這取決于具體的應(yīng)用。表 3-1 簡(jiǎn)要介紹了影響稱重模塊選擇的一般設(shè)計(jì)考慮因素。
考慮因素
壓式稱重模塊與拉式稱重模塊的對(duì)比
設(shè)計(jì)考慮因素 壓式稱重模塊 拉式稱重模塊
地面空間 需要足夠的地面空間來(lái)容納料罐。料罐周圍可
能需要緩沖空間。 無(wú)需地面空間，并且可以懸掛起來(lái)，從而在料
罐下方自由移動(dòng)。
結(jié)構(gòu)限制 不牢固的地面可能需要另外加固，或者特別進(jìn)行安裝， 從而能夠承受料罐裝滿物料后的
重量。 不牢固的頂部支撐/天花板可能需要另外加固， 或者進(jìn)行特別安裝，從而能夠承受料罐裝滿物
料后的重量。
重量限制 一般情況下無(wú)限制。甚至連載荷分配本身都帶有三個(gè)容器支撐，如果數(shù)量過(guò)四個(gè)就難達(dá)
到限制值。 拉式稱重模塊大可承受 20,000 磅 [10 噸] 的重量。這一限制和結(jié)構(gòu)因素會(huì)限制張力系統(tǒng)的
容量。
稱重傳感器校準(zhǔn) 設(shè)計(jì)可能會(huì)有所不同，并且必須考慮地面的傾斜度、可用的支撐梁以及料罐的大小、形狀和
狀況。 元件校準(zhǔn)不會(huì)有太大差別，因?yàn)槔綏U和其它支撐設(shè)備往往支持大多數(shù)傾斜度。


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