稱重模塊稱重系統性能
精確度、分辨率以及可重復性是衡量一個稱重系統性能的基本概念。精確度指的是秤儀表上的讀數與秤上放置的實際重量的接近程度。秤的精確度通常根據公認的標準來衡量，比如 NIST 認證的校驗砝碼。
分辨率指的是數字秤能夠檢測到的小的重量變化。分辨率根據增量大小進行衡量，取決于稱重傳感器和數字儀表的功能。數字重量儀表可能能夠顯示非常小的增量，比如 0.01 磅 [5 克]；但是這并不表
示系統的精確度達 0.01 磅 [5 克]。
圖 3-1 有助于您區分精確度和分辨率。即使儀表的分辨率為 0.01 磅 [0.005 千克]，重量度數的精確度也
不能達到 0.32 磅 [0.145 千克]。分辨率取決于儀表的電子電路。現在的許多工業儀表都可以都可以將稱
重傳感器信號分為 1,000,000 個刻度，并且實際可以顯示 100,000 個刻度。顯示的分辨率取決于儀表的分配方式。但是顯示增量的大小不能使秤精確到該增量。
梅特勒-托利多有多少個稱重模塊？
可重復性指的是當在秤上放置相同的重量時，稱能夠顯示相同的重量讀數。這在配料和填料應用中尤
為重要，每一批都需要相同量的物料。可重復性和精確度是緊密相關的。您所擁有的系統可重復，卻
未必準確；但是系統只有在可重復的情況下才能準確。
以下因素會影響稱重模塊稱重系統的精確度和可重復性。稍候本手冊對其進行了詳細說明。
?環境因素：風力、地震力、溫度、振動
?稱重模塊系統支撐結構
?料罐和容器設計
?管路設計（活動至固定連接）
?稱重傳感器和終端的質量
?稱重傳感器總量程
?校準
?操作 / 裝運因素

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構。拉式稱重模塊用于在稱重模塊上懸掛料罐或
一 其 它 結 構 。
您應該采用壓式稱重模塊還是拉式稱重模塊，這取決于具體的應用。表 3-1 簡要介紹了影響稱重模塊選擇的一般設計考慮因素。
考慮因素
壓式稱重模塊與拉式稱重模塊的對比
設計考慮因素 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容納料罐。料罐周圍可
能需要緩沖空間。 無需地面空間，并且可以懸掛起來，從而在料
罐下方自由移動。
結構限制 不牢固的地面可能需要另外加固，或者特別進行安裝， 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 一般情況下無限制。甚至連載荷分配本身都帶有三個容器支撐，如果數量過四個就難達
到限制值。 拉式稱重模塊大可承受 20,000 磅 [10 噸] 的重量。這一限制和結構因素會限制張力系統的
容量。
稱重傳感器校準 設計可能會有所不同，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。 元件校準不會有太大差別，因為拉式桿和其它支撐設備往往支持大多數傾斜度。
確定系統精確度和可重復性
經驗表明，完全由置于穩固基礎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%。如果這類秤經過正確校準，就可以讀出置于其上面的重量的準確讀數。理論上，總負重量程的百分比應該等于總計數（增量）的百分比。圖 3-2 闡釋了這一關系。
梅特勒托利多稱重模塊：理想量程與計數次數
如果秤的計數次數為 1,000，總量程為 5,000 磅 [2000 千克]，那么每一次的計數應為 5 磅 [2 千克]。當把 2,500 磅 [1000 千克] 的重量置于秤上時，則計數次數應為 500。如果重量為 5,000 磅 [2000 千克]，則計數次數應為 1,000。不管是向秤上添加重量還是從秤上減去重量，這一關系都不會改。
如果秤未經正確校準，這一理想的關系則未必正確。有四種主要的誤差會導致稱重不準：
?校準誤差
?線性誤差
?滯后誤差
?可重復性誤差
梅特勒托利多稱重模塊校準誤差
一些誤差是因為稱重設備沒有經過正確校準。如果出現校準誤差（參見圖 3-3），計數次數與載荷的比
例仍是一條直線，因為這是在理想的秤狀況下。但是在滿載荷情況下，直線不能完全達到計數次數。重量和計數次數之間為線性關系，但并不準確無誤。這通常是由對秤進行電子校準時發生的誤差所致， 可以通過重新校準秤進行正。
線性誤差
線性指的是負載附加到秤上時，秤能夠保持計數次數與負載比例（圖中的一條直線）的一致性。如果
出現線性誤差，秤能夠在零載荷和滿載荷時正確讀數，但在兩點之間則無法正確讀數（請參見圖 3-4）。重量指示可能會高于實際重量（如圖所示），也可能會低于實際重量。
梅特勒托利多稱重模塊一般考慮因素
梅特勒-托利多 確定系統精確度和可重復性
滯后誤差
滯后指的是對于同一施加載荷的秤讀數的大差異，一個讀數通過從零增加負載得出，另外一個通過
從滿載減少負載得出。圖 3-5 所示為典型的滯后誤差。秤在零載荷和滿載荷時能夠準確讀數。逐漸向稱添加重量時，曲線低于直線，顯示的讀數過低。達到滿載后，重量逐漸減少，曲線高于直線，顯示的讀數過高。滯后指的是負載和卸載曲線之間的大差異；在本示例中出現在半載荷時。您應當采取一些措施來減少配料稱、填料稱和計數稱應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性誤差
可重復性指的是秤能夠在相同的環境狀況下多次添加或去除同樣的重量時顯示相同的讀數。它指的是
讀數之間的大差異，用施加載荷的百分比表示。例如，假設在量程 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，而 5,000 磅 [2500 千克]
為小讀數。可重復性誤差則為 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性誤差，如果施加載荷減少一半，則可重復性誤差也要減半。
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。可能會用壓緊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。
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，以確保基座和頂板保持在水平面內。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。可以制作案秤，但是車輪/腳輪與稱重模塊基板之間必須有堅固的架構。
稱重模塊尺寸建議初始張力負載：一種用來確定桿秤秤桿的初始張力負載的方式就是用秤桿抬起桿秤秤桿。將提升點（比如夾鉗）連接至桿秤秤桿，并確保固定牢固。張力負載指的是必須施加到秤桿自由端的重量，這樣才能提起桿秤秤桿，根據秤桿支點的位置，用倍增器進行校準（請參見圖 2-7）。例如，如果支點距離秤桿置于提升點下方的一端 2 英寸 [5 厘米]，距離自由端 20 英寸，用必須添加至秤桿自由端的負載（單位：磅 [千克]）乘以 10，以確定張力負載的大小（單位：磅 [千克]）。稱重模塊量程：秤的量程應在其銘牌上標出，必要情況下將其換算成“磅 [千克]”。倍數：您可以將已知校驗砝碼添加到空秤的桿秤秤桿上，從而確定秤桿系統的倍數。倍數則為校驗砝碼值除以刻度盤上顯示的重量變化值。例如，如果刻度盤上的重量變化值為 2,000 磅 [1000 千克]，而桿秤秤桿上掛的是 5 磅 [2.5 千克] 的校驗砝碼，那么倍數則為 400。稱重模塊
通過秤桿確定桿秤秤桿上的初始張力負載。
換秤桿稱 換秤桿后就不再使用機械秤的秤桿和刻度盤。可以修改現有稱重平臺來支持壓式稱重模塊。這樣一來就會徹底轉變成電子秤。
要對傳輸系統中運輸的物體進行稱重，請將傳輸裝置的一部分安裝到稱重模塊上。由于物體在輸送機上進行稱重時通常會移動，因此這些應用需要一個能夠承受高水平剪切力負載，同時仍可以稱出可復驗的重量的稱重模塊。通過梅特勒-托利多自校正稱重模塊，傳輸裝置的稱重部分可以在承受水平剪切力負載時來回移動，從而減輕震動。但是稱重傳感器的自恢復懸掛裝置往往會使傳輸裝置返回“原”位置，以確保進行可重復性稱重。
有很多臺秤可以作為標準產品，但是有時需要專門建造一個平臺來配合一個特定的應用；這可能需要通過稱重模塊來完成，稱重模塊支撐的臺秤
機械秤轉換
可以通過兩種方式將舊的機械秤轉變成電子稱重。第一種方法是秤桿轉換。其中包括在添加 S 形元件拉式稱重模塊的同時保留現有的機械秤秤桿和稱重平臺。第二種方法就是換秤桿。其中包括 拆下秤桿，在現有稱重平臺下方添加壓式稱重模塊。
秤桿轉換
秤轉換可以保留機械秤的刻度盤，這樣既可以進行電子稱重，也可以進行機械稱重。在現有桿秤秤桿上插入 S 形元件拉式稱重模塊，置于刻度盤欄中。刻度撥盤端鎖定，這樣 S 形元件就可以感應到從地磅中延伸出的橫桿施加的張力。為防止發生斷電或出現線路故障，操作人員可以為刻度盤解鎖，完全恢復機械操作。圖 2-6 顯示秤轉換。
如何確定秤轉換后稱重傳感器所需的量程（單位：磅 [千克]）：
?確定桿秤秤桿因平臺的固定負載所獲得的原始張力負載（單位：磅 [千克]）。
?確定現有秤的量程（單位：磅 [千克]）。
?確定秤桿系統的倍數。
將以上列出的變量插入下面的公式中： 稱重傳感器量程 = 初始張力負載 + 量程
倍數
得出的就是可以采用的絕對小稱重傳感器量程，用安全系數乘以該量程，這在第 7 章“拉式稱重模塊”中作出了進一步講述。


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