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。
稱重模塊幾乎可以將任意結構轉變成秤。它們可以作為結構的原始設計的一部分，也可以添加到現有結構中。本章介紹的是常見的稱重模塊應用。模塊應 料罐、料斗、料倉和容器用料罐、料斗、料倉和容器在很多行業中用于搬運物料。通過將一系列稱重模塊安裝到其中一個容器上，您就可以準確可靠地對物料進行稱重。本手冊中用“料罐”泛指稱重模塊支撐的料罐、料斗、料倉或容器，但是每一種又是特定類型的容器，用作下述用途：
料罐：料罐通常指密閉的容器，用于存儲或裝運液體、氣體或者能夠自由流動的固體。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，大到裝數噸物料的大型工業料罐。圖 2-1 所示為壓式稱重模塊支撐的料罐；
它們既可以水平放置，也可以垂直放置，并且對稱或不對稱皆可。料斗：料斗指的是頂部打開的容器，并且通常用于裝運粉末或顆粒狀的固態物料。一般用于分配物料或收集配料，以便稍后進行裝運。料斗往往比料罐小，并且常懸掛在上部構造上。圖 2-2 所示為拉式稱重模塊支撐的料斗。料倉：料倉指的是類似垂直料罐的密閉容器，但是用于存儲粉末狀或顆粒狀的固態物料。料倉的尺寸各有不同，并且可以非常大型，大到裝數百噸物料。它們常置于戶外，用于向鄰近的加工廠供應原料。
容器：容器指的是配備設備的精致料罐，可以加熱、冷卻、攪拌或者進行其它處理過程。容器中通常會發生化學反應，因此它必須能夠準確地對添加的物料進行稱重。

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
梅特勒托利多稱重模塊地震荷載
地震所產生的地震力是會影響料罐和料倉秤的強大的外力之一。地震指地面突然運動，它會對人造重 結構產生非常大的作用力。地震是由劇烈的火山噴發所致，但是常見且為嚴重的情況下，它們發生在地殼板塊的交界地帶。圖 4-2 中，每個點都表示 5 年內發生的 4 級或 4 級以上的地震；一般來
說，點的排列格局板塊邊界相吻合。某些地方的地殼板塊間可能會發生水平或垂直滑動，長期以來由于板塊間的摩擦可以防止這種狀況的發生；潛在的能量聚積，終克服摩擦力，突然發生滑動，這樣
就造成了地震。地震波從震源向四外輻射，從而使地表發生水平運動，并在地表形成地面波；這樣地震就會同時發生水平運動和垂直運動，并對地表的設備和結構產生相應的作用力。
梅特勒托利多稱重模塊大環境考慮因素
過去 40 年里，結構抗震設計原理得到重大發展，并且隨著從各大地震中吸取的教訓不斷納入各種設計規范，該原理將繼續完善。世界范圍內采用的設計規范很多，例如，美國廣泛采用 ICC 制定的國際建筑規范，而在整個歐洲則正在采用 CEN 制定的 EN1998 歐洲規范 8：結構抗震設計。由于液體在料罐中晃動會產生流體動力效應，因此在設計料罐時還要考慮到其它因素；已專門為這一狀況編寫了規范，表 4-1 中列出了一些與高位料罐相關的規范。
梅特勒托利多稱重模塊
EN1998-4 歐洲規范 8：結構抗震設計第 4 部分：料倉、料罐和管路 CEN
D100 用于儲水的焊接碳鋼料罐 AWWA
D103 用于儲水的工廠涂層栓接鋼制料罐 AWWA
NZSEE 準則 存儲料罐抗震設計建議 NZSEE
ACI 350.1 含液體的混凝土結構的抗震設計及說明 ACI
表 4-1：高位料罐防震設計相關的規范
幸運的是，大多數地震都發生在遠離人口聚集地和工業中心的偏遠地區，但也有很多重要的例外。如果秤所在的地區采用地震設計規范，那么秤的設計必須符合這些規范。需要考慮的因素有很多，包括需要對抗的地震的嚴重性和類型、距離已知斷層的距離、現場土壤/巖層的類型和深度、底座類型以及秤在建筑或結構中的位置、秤的大小和配置、存儲的物料的毒性和震后秤所需的環境。另外，許多國家要求必須由經認證可以在該地區執行工作的專業工程師來完成抗震設計。梅特勒-托利多認為，抗震設計必須由本地經過認證的經驗豐富的專業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。
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。

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也只是達到稱重傳感器的性能額定值。以下是優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，同時使系統穩定下來。系統穩定后，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。

梅特勒托利多稱重模塊環境因素
由于環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定狀態。
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
結構穩定性
在秤的穩定性分析中，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。秤零負載時容易發生傾倒。為防止發生傾倒，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執行工作的專業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。

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。


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