稱(chēng)重模塊稱(chēng)重系統(tǒng)性能
精確度、分辨率以及可重復(fù)性是衡量一個(gè)稱(chēng)重系統(tǒng)性能的基本概念。精確度指的是秤儀表上的讀數(shù)與秤上放置的實(shí)際重量的接近程度。秤的精確度通常根據(jù)公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量，比如 NIST 認(rèn)證的校驗(yàn)砝碼。
分辨率指的是數(shù)字秤能夠檢測(cè)到的小的重量變化。分辨率根據(jù)增量大小進(jìn)行衡量，取決于稱(chēng)重傳感器和數(shù)字儀表的功能。數(shù)字重量?jī)x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(tǒng)的精確度達(dá) 0.01 磅 [5 克]。
圖 3-1 有助于您區(qū)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(shù)的精確度也
不能達(dá)到 0.32 磅 [0.145 千克]。分辨率取決于儀表的電子電路?，F(xiàn)在的許多工業(yè)儀表都可以都可以將稱(chēng)
重傳感器信號(hào)分為 1,000,000 個(gè)刻度，并且實(shí)際可以顯示 100,000 個(gè)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(gè)稱(chēng)重模塊？
可重復(fù)性指的是當(dāng)在秤上放置相同的重量時(shí)，稱(chēng)能夠顯示相同的重量讀數(shù)。這在配料和填料應(yīng)用中尤
為重要，每一批都需要相同量的物料。可重復(fù)性和精確度是緊密相關(guān)的。您所擁有的系統(tǒng)可重復(fù)，卻
未必準(zhǔn)確；但是系統(tǒng)只有在可重復(fù)的情況下才能準(zhǔn)確。
以下因素會(huì)影響稱(chēng)重模塊稱(chēng)重系統(tǒng)的精確度和可重復(fù)性。稍候本手冊(cè)對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明。
?環(huán)境因素：風(fēng)力、地震力、溫度、振動(dòng)
?稱(chēng)重模塊系統(tǒng)支撐結(jié)構(gòu)
?料罐和容器設(shè)計(jì)
?管路設(shè)計(jì)（活動(dòng)至固定連接）
?稱(chēng)重傳感器和終端的質(zhì)量
?稱(chēng)重傳感器總量程
?校準(zhǔn)
?操作 / 裝運(yùn)因素

梅特勒托利多稱(chēng)重模塊確定系統(tǒng)分辨率
非交易過(guò)程稱(chēng)重
稱(chēng)重傳感器和儀表結(jié)合來(lái)產(chǎn)生所需系統(tǒng)分辨率或增量的能力水平可通過(guò)以下公式計(jì)算得出：
信號(hào)強(qiáng)度 = 所需增量大小 × 稱(chēng)重傳感器輸出 (mV/V)* × 激勵(lì)電壓 × 1,000
（伏特每增量） 單個(gè)稱(chēng)重傳感器量程 × 稱(chēng)重傳感器數(shù)量
大多數(shù)梅特勒-托利多稱(chēng)重傳感器的輸出為 2 mV/V。
在公式中輸入所需增量，同時(shí)輸入稱(chēng)重傳感器和儀表參數(shù)，始終采用相同的重量單位。如果信號(hào)強(qiáng)度
（伏特每增量）低于儀表允許的小值，系統(tǒng)就可以提供所需的分辨率。
梅特勒托利多稱(chēng)重模塊示例 1：
假設(shè)假設(shè)料罐秤的儀表上安裝了四個(gè) 5,000 磅稱(chēng)重傳感器 (2 mV/V)，儀表激勵(lì)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(chēng)起的重量達(dá) 15,000 磅，增量為 2 磅（顯示的增量為 7,500）。根據(jù)公式算出所需的信號(hào)強(qiáng)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(hào)強(qiáng)度為 0.1 微伏每增量。由于根據(jù)公式計(jì)算得出的信號(hào)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(shè)料罐秤的儀表安裝了四個(gè) 1100 千克的稱(chēng)重傳感器 (1.94 mV/V)，儀表的激勵(lì)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(chēng)起的重量達(dá) 1,000 千克，增量為 0.2 kg（顯示的增量為 5000）。根據(jù)公式算出所需的信號(hào)強(qiáng)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(hào)強(qiáng)度為 0.1 微伏每增量。由于根據(jù)公式計(jì)算得出的信號(hào)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(mào)易交易稱(chēng)重
如果您用砝碼稱(chēng)重來(lái)購(gòu)買(mǎi)和/或銷(xiāo)售物料，分辨率或增量則會(huì)受到秤的許可的限制。下面一部分介紹合
法貿(mào)易應(yīng)用的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及這些標(biāo)準(zhǔn)對(duì)稱(chēng)分辨率的限制。

稱(chēng)重模塊幾乎可以將任意結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成秤。它們可以作為結(jié)構(gòu)的原始設(shè)計(jì)的一部分，也可以添加到現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中。本章介紹的是常見(jiàn)的稱(chēng)重模塊應(yīng)用。模塊應(yīng) 料罐、料斗、料倉(cāng)和容器用料罐、料斗、料倉(cāng)和容器在很多行業(yè)中用于搬運(yùn)物料。通過(guò)將一系列稱(chēng)重模塊安裝到其中一個(gè)容器上，您就可以準(zhǔn)確可靠地對(duì)物料進(jìn)行稱(chēng)重。本手冊(cè)中用“料罐”泛指稱(chēng)重模塊支撐的料罐、料斗、料倉(cāng)或容器，但是每一種又是特定類(lèi)型的容器，用作下述用途：
料罐：料罐通常指密閉的容器，用于存儲(chǔ)或裝運(yùn)液體、氣體或者能夠自由流動(dòng)的固體。料罐的尺寸各有不同，小到裝丙烷或加熱燃料的小型家用料罐，大到裝數(shù)噸物料的大型工業(yè)料罐。圖 2-1 所示為壓式稱(chēng)重模塊支撐的料罐；
它們既可以水平放置，也可以垂直放置，并且對(duì)稱(chēng)或不對(duì)稱(chēng)皆可。料斗：料斗指的是頂部打開(kāi)的容器，并且通常用于裝運(yùn)粉末或顆粒狀的固態(tài)物料。一般用于分配物料或收集配料，以便稍后進(jìn)行裝運(yùn)。料斗往往比料罐小，并且常懸掛在上部構(gòu)造上。圖 2-2 所示為拉式稱(chēng)重模塊支撐的料斗。料倉(cāng)：料倉(cāng)指的是類(lèi)似垂直料罐的密閉容器，但是用于存儲(chǔ)粉末狀或顆粒狀的固態(tài)物料。料倉(cāng)的尺寸各有不同，并且可以非常大型，大到裝數(shù)百?lài)嵨锪?。它們常置于?hù)外，用于向鄰近的加工廠(chǎng)供應(yīng)原料。
容器：容器指的是配備設(shè)備的精致料罐，可以加熱、冷卻、攪拌或者進(jìn)行其它處理過(guò)程。容器中通常會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此它必須能夠準(zhǔn)確地對(duì)添加的物料進(jìn)行稱(chēng)重。
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(chēng)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(lèi)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(chēng)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(chēng)重不準(zhǔn)：
?校準(zhǔn)誤差
?線(xiàn)性誤差
?滯后誤差
?可重復(fù)性誤差
梅特勒托利多稱(chēng)重模塊校準(zhǔn)誤差
一些誤差是因?yàn)榉Q(chēng)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(xiàn)，因?yàn)檫@是在理想的秤狀況下。但是在滿(mǎn)載荷情況下，直線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)性誤差
線(xiàn)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(xiàn)）的一致性。如果
出現(xiàn)線(xiàn)性誤差，秤能夠在零載荷和滿(mǎn)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(chēng)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(mǎn)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(mǎn)載荷時(shí)能夠準(zhǔn)確讀數(shù)。逐漸向稱(chēng)添加重量時(shí)，曲線(xiàn)低于直線(xiàn)，顯示的讀數(shù)過(guò)低。達(dá)到滿(mǎn)載后，重量逐漸減少，曲線(xiàn)高于直線(xiàn)，顯示的讀數(shù)過(guò)高。滯后指的是負(fù)載和卸載曲線(xiàn)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(chēng)、填料稱(chēng)和計(jì)數(shù)稱(chēng)應(yīng)用中的線(xiàn)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(chēng)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(chēng)重模塊一般安裝指南
向稱(chēng)重傳感器施加力
使用應(yīng)變計(jì)的稱(chēng)重傳感器十分敏感，能夠檢測(cè)到重量發(fā)生的十分細(xì)微的變化。技巧是確保它們僅對(duì)您想要測(cè)量的重量作出反應(yīng)，而不對(duì)其它力作出反應(yīng)。要獲得準(zhǔn)確的重量讀數(shù)，您必須認(rèn)真核實(shí)重量施加至稱(chēng)重傳感器的方式及位置。理論上，安裝的稱(chēng)重傳感器要使負(fù)載在整個(gè)重量范圍內(nèi)垂直施加（參見(jiàn)圖 5-1）。
要獲得理想的稱(chēng)重效果，稱(chēng)重容器和稱(chēng)重傳感器支撐需要保持水平和平行，并且要?jiǎng)?wù)必?zé)o比牢固。如梅特勒托利多稱(chēng)重模塊
果料罐秤及其結(jié)構(gòu)支撐經(jīng)過(guò)仔細(xì)設(shè)計(jì)和安裝，那么秤就可以獲得理想的載荷應(yīng)用。如果秤安裝不正確，則由多種力會(huì)影響其精確度。下面的部分講述的是料罐秤應(yīng)用中常碰到的載荷問(wèn)題。
角向載荷
如果力并非完全垂直施加至稱(chēng)重傳感器，那么就會(huì)發(fā)生角向負(fù)載。這一對(duì)角力可看作是其垂直組件和水平組件的合力。在設(shè)計(jì)完好的稱(chēng)重模塊應(yīng)用中，稱(chēng)重傳感器會(huì)感應(yīng)出重量（垂直作用力），但無(wú)法感應(yīng)到側(cè)向負(fù)載（水平力）。
為帶有稱(chēng)重傳感器的稱(chēng)重模塊應(yīng)用固定在底座上。料罐重量產(chǎn)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(chēng)重傳感器， 并受到感應(yīng)；相當(dāng)于圖 5-2a 中施加的力。水平組件（側(cè)向力）= F × Tangent θ.
所示為角向負(fù)載是如何影響固定在進(jìn)行稱(chēng)重的料罐上的稱(chēng)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(chēng)重傳感器并受到感應(yīng)的作用力 (FN) 會(huì)小于理想安裝情況下施加到稱(chēng)重傳感器上的垂直作用力 (F)。這種情況下，F(xiàn)N = F × Cosine θ.梅特勒托利多稱(chēng)重模塊
如果垂直作用力的施加方向不在中心線(xiàn)上，就會(huì)出現(xiàn)偏心荷載。這一問(wèn)題可能由熱膨脹和收縮所致，也可能由安裝硬件設(shè)計(jì)不佳所致。使用能夠適應(yīng)膨脹和收縮的稱(chēng)重模塊，您就可以避免偏心荷載問(wèn)題。
側(cè)向載荷和端部載荷
如果水平力作用于稱(chēng)重傳感器的側(cè)面或端部，則會(huì)發(fā)生側(cè)向負(fù)載和端部負(fù)載（請(qǐng)參見(jiàn)圖 5-5）。它們可能由熱膨脹和收縮、偏離或者動(dòng)態(tài)負(fù)載引起的容器移位所致。側(cè)向和端部作用力可能會(huì)影響秤的線(xiàn)性和磁滯。對(duì)于靜態(tài)負(fù)載應(yīng)用而言，請(qǐng)使用能夠抵消熱運(yùn)動(dòng)的稱(chēng)重模塊系統(tǒng)。而對(duì)于動(dòng)態(tài)負(fù)載應(yīng)用而言，請(qǐng)使用帶有自校準(zhǔn)負(fù)載銷(xiāo)懸架的稱(chēng)重模塊系統(tǒng)。
施加至稱(chēng)重傳感器的側(cè)向作用力和端部作用力
如果側(cè)向所用力轉(zhuǎn)動(dòng)稱(chēng)重傳感器，則會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)矩載荷。這可能由結(jié)構(gòu)彎曲、系統(tǒng)動(dòng)力則學(xué)、熱運(yùn)動(dòng)或安裝硬件偏離所致。轉(zhuǎn)矩載荷會(huì)降低系統(tǒng)的精確度和可重復(fù)性。為避免發(fā)生這一問(wèn)題， 請(qǐng)務(wù)必遵守相應(yīng)的結(jié)構(gòu)支撐和安裝指南，并使用防止料罐運(yùn)動(dòng)的稱(chēng)重模塊。

稱(chēng)重模塊是一種稱(chēng)量設(shè)備，它包含一個(gè)稱(chēng)重傳感器，以及將稱(chēng)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(chēng)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(chēng)重模塊系統(tǒng)必須能夠 提供準(zhǔn)確的稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)，并且能夠安全支撐物體。
稱(chēng)重模塊分為兩種基本類(lèi)型：壓式型和拉式型。
壓式稱(chēng)重模塊
壓式稱(chēng)重模塊適用于大多數(shù)的稱(chēng)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(chēng)重模塊的頂部。
一個(gè)典型的壓式稱(chēng)重模塊。它由稱(chēng)重傳感器、頂板（承受載荷）、負(fù)載銷(xiāo)（將載荷從頂板傳至稱(chēng)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(chēng)重模塊組成三角形才能完全支撐一個(gè)秤體，4 個(gè)稱(chēng)重模塊組成正方形或矩形的情況也很常見(jiàn)。
頂板
稱(chēng)重傳感器
壓緊螺栓
底板
負(fù)載銷(xiāo)
拉式稱(chēng)重模塊
拉式稱(chēng)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(chēng)重模塊。它采用的是 S 形的稱(chēng)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(chēng)重模塊才能完全支撐起秤體。


http://cqjwg.cn