稱重模塊稱重系統(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
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?？芍貜?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)影響稱重模塊稱重系統(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)說明。
?環(huán)境因素：風(fēng)力、地震力、溫度、振動(dòng)
?稱重模塊系統(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）
?稱重傳感器和終端的質(zhì)量
?稱重傳感器總量程
?校準(zhǔn)
?操作 / 裝運(yùn)因素

梅特勒托利多稱重模塊秤性能
風(fēng)吹向秤會(huì)同時(shí)對(duì)零度數(shù)和跨度讀數(shù)產(chǎn)生或積極或消極的影響。平穩(wěn)的風(fēng)在零度數(shù)和跨度讀數(shù)時(shí)產(chǎn)生
的穩(wěn)定偏移，但是陣風(fēng)比較典型，會(huì)在零度數(shù)和跨度讀數(shù)時(shí)造成不穩(wěn)定性；好的情況下，這只會(huì)造成秤操作困難，壞的情況下則會(huì)導(dǎo)致重量值出現(xiàn)嚴(yán)重錯(cuò)誤。風(fēng)影響秤的方式有很多種：
1.風(fēng)水平吹向秤的側(cè)面會(huì)導(dǎo)致負(fù)載在稱重模塊間轉(zhuǎn)移，如上一部分的第 2 點(diǎn)所述；這會(huì)導(dǎo)致某些稱重模塊過載，也會(huì)影響重量讀數(shù)的精確度。由于存在制造公差，所有的稱重傳感器的額定輸出都有一定的浮動(dòng)；這在數(shù)據(jù)表中通常通過在額定輸出（單位：mV/V）后跟 ± 公差值（范圍：0.1 到 5%）來表示。如果秤無法改變位置（通常為對(duì)自動(dòng)調(diào)平的物料，比如液體，進(jìn)行稱重的料罐秤），由于稱重傳感器的這一輸出浮動(dòng)（單位：mV/V），轉(zhuǎn)移的重量就很有可能記錄不同。選擇公差 (mV/V) 較小的稱重傳感器可以大程度上減少這類誤差，同時(shí)在校準(zhǔn)前（通過微調(diào)接線盒）進(jìn)行調(diào)整移位也可以消除這一誤差。稱重模塊中使用的梅特勒-托利多稱重傳感器一般都經(jīng)過調(diào)整，公差 (mV/V) 都在
±0.25% 范圍內(nèi)或者小，F(xiàn)lexmount 和 Centerligne 使用的 0745A 已調(diào)整至 ±0.1%。梅特勒托利多稱重模塊
2.水平吹來的風(fēng)也會(huì)對(duì)秤的上表面和下表面的垂直組件產(chǎn)生作用力。如果上表面和下表面完全對(duì)稱， 氣流模式相同，那么產(chǎn)生的垂直作用力就會(huì)相等并且相反，因此會(huì)抵消。但是，這種情況并不存在，特別是考慮到附屬物的情況下，比如混合器、管路、檢視艙口和支撐架。事實(shí)上，這些力很難量化，唯一可行的方法就是遮蓋住秤或者將其置于室內(nèi)，強(qiáng)烈建議在要求較高的精確度的情況下采用這樣方法，另請(qǐng)參見下面的“溫度效應(yīng)”部分。注意，位于建筑背風(fēng)面的料罐不一定會(huì)受到風(fēng)的影響，建筑上的氣流會(huì)在背風(fēng)處產(chǎn)生氣壓梯度，并對(duì)秤產(chǎn)生垂直合力。
3.如果風(fēng)向與水平線呈角度，那么垂直合力就會(huì)作用于秤，這會(huì)直接影響秤的讀數(shù)。如果秤位于斜坡上或者風(fēng)向被建筑物或其它障礙物改變，就會(huì)導(dǎo)致這一狀況發(fā)生。如果來自風(fēng)扇或 HVAC 系統(tǒng)的氣流直接從上方作用于小量程工業(yè)稱或?qū)嶒?yàn)室天平，那么在室內(nèi)也會(huì)發(fā)生同樣的問題。
4.如果風(fēng)在大型臺(tái)秤的下方匯集，就會(huì)發(fā)生問題，導(dǎo)致壓力增大，平臺(tái)傾倒。將秤置于四面墻壁完好的基坑中，以保護(hù)秤。
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。
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。
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。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。

稱重模塊一般安裝指南
向稱重傳感器施加力
使用應(yīng)變計(jì)的稱重傳感器十分敏感，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)重量施加至稱重傳感器的方式及位置。理論上，安裝的稱重傳感器要使負(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?jiǎng)?wù)必?zé)o比牢固。如梅特勒托利多稱重模塊
果料罐秤及其結(jié)構(gòu)支撐經(jīng)過仔細(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(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)完好的稱重模塊應(yīng)用中，稱重傳感器會(huì)感應(yīng)出重量（垂直作用力），但無法感應(yīng)到側(cè)向負(fù)載（水平力）。
為帶有稱重傳感器的稱重模塊應(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(yīng)的作用力 (FN) 會(huì)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，F(xiàn)N = 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(huì)出現(xiàn)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(shè)計(jì)不佳所致。使用能夠適應(yīng)膨脹和收縮的稱重模塊，您就可以避免偏心荷載問題。
側(cè)向載荷和端部載荷
如果水平力作用于稱重傳感器的側(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)載銷懸架的稱重模塊系統(tǒng)。
施加至稱重傳感器的側(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)的稱重模塊。
稱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。本章介紹的是常見的稱重模塊應(yīng)用。模塊應(yīng) 料罐、料斗、料倉和容器用料罐、料斗、料倉和容器在很多行業(yè)中用于搬運(yùn)物料。通過將一系列稱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)行稱重。本手冊(cè)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(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)稱或不對(duì)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(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(chǔ)粉末狀或顆粒狀的固態(tài)物料。料倉的尺寸各有不同，并且可以非常大型，大到裝數(shù)百噸物料。它們常置于戶外，用于向鄰近的加工廠供應(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)行稱重。


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