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。
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
法貿易應用的行業標準以及這些標準對稱分辨率的限制。

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。
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。

梅特勒托利多稱重模塊撞擊載荷
秤發生撞擊荷載可能是偶然狀況，或者是由其操作本身造成，在設計過程中要考慮到這一狀況，特別是料斗秤、臺秤和皮帶秤。它是由秤上重量的突變所致，例如，當物體掉到或者跌落到秤上時。典型的例子就是對鐵屑進行稱重，通過電磁收集器為稱裝載；以及用來對鑄件稱重的地秤，它用高架起重機將鑄件裝至秤上。如果沖擊力過強，您就需要安裝較大容量的稱重傳感器，或者采取其它措施限制外加負載。
為消除掉落物體產生的沖擊荷載，您必須清楚掉落物體的重量，掉落的垂直距離、空秤結構的重量、稱重傳感器的數量以及稱重傳感器的額定量程和彎曲度。梅特勒-托利多數據表中列出了后者。
為消除降落物體（特別是吊車荷載應用）產生的撞擊荷載，您必須清楚降落物體的重量、降落速度、空秤結構的重量、稱重傳感器的數量以及稱重傳感器的額定量程和撓曲度。
梅特勒托利多稱重模塊“壓式稱重模塊”或第 7 章“拉式稱重模塊”中所述的標準方式確定稱重傳感器/稱重模塊的大小。然后檢查撞擊荷載能否對其造成損壞。找出載荷狀況差的稱重傳感器，并用以下等式之一估算掉落或降落載荷附加至該稱重傳感器的大載荷。
MMAX = 掉落或降落載荷在差的稱重傳感器上產生的大負載（單位：lb [kg]）。M1 = 差的稱重傳感器所承載的掉落或降落載荷部分（單位：lb [kg]）。
梅特勒托利多稱重模塊M2 = 差的稱重傳感器所承載的秤的固定負載部分（單位：lb [kg]）。
H = 物體掉落的高度（單位：英寸 [毫米]）
四 R.C. = 稱重傳感器的額定量程 (Emax)（單位：lb [kg]）。需要的話，請將其它單位換算成 lb 或 kg。
? = 額定量程下，稱重傳感器的傾斜度（單位：英寸 [毫米]）。如果應用中使用了防震墊/減
振墊，請參見下面的“使用防震墊/減振墊”。
V = 物體降落的速度（單位：in/s [mm/s]）
環 克 = 重力加速度 = 386 in/s2 [ = 9,810 mm/s2 ]
MMAX 應小于稱重傳感器或稱重模塊額定量程（單位：lb [kg]）。這些等式計算得出的是秤結構發生嚴重
傾斜時的保守結果，例如，當負載掉落到相對合規的帶有 4 個稱重傳感器的地秤中心位置時。注意， 等式可用于僅帶有稱重傳感器的稱重模塊，并且一般情況下，稱重模塊的傾斜度被假定為相應稱重傳感器的傾斜度。計量單位保持一致，請使用 lb、in、in/s 和 in/s2 或 kg、mm、mm/s 和 mm/s2。
如果需要采取其它措施消除撞擊荷載，*較大量程的稱重傳感器/稱重模塊是一種可行的解決方案， 或者您可以考慮一下方案之一：
?改變過程，從而降低物體置于秤上時產生的撞擊荷載。
?切割或壓式物料以減小料塊大小。
?在秤臺上添加一些雜物。
?使用減震物料，如防震墊/減振墊、螺旋彈簧、鐵路枕木或者致密砂巖來抑制沖擊力。

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