確定系統(tǒng)精確度和可重復(fù)性
經(jīng)驗表明,完全由置于穩(wěn)固基礎(chǔ)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(jīng)過正確校準(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。
梅特勒托利多稱重模塊:理想量程與計數(shù)次數(shù)
如果秤的計數(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,則計數(shù)次數(shù)應(yīng)為 500。如果重量為 5,000 磅 [2000 千克],則計數(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導(dǎo)致稱重不準(zhǔn):
?校準(zhǔn)誤差
?線性誤差
?滯后誤差
?可重復(fù)性誤差
梅特勒托利多稱重模塊校準(zhǔn)誤差
一些誤差是因為稱重設(shè)備沒有經(jīng)過正確校準(zhǔn)。如果出現(xiàn)校準(zhǔn)誤差(參見圖 3-3),計數(shù)次數(shù)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(shù)次數(shù)。重量和計數(shù)次數(shù)之間為線性關(guān)系,但并不準(zhǔn)確無誤。這通常是由對秤進行電子校準(zhǔn)時發(fā)生的誤差所致, 可以通過重新校準(zhǔn)秤進行正。
線性誤差
線性指的是負(fù)載附加到秤上時,秤能夠保持計數(shù)次數(shù)與負(fù)載比例(圖中的一條直線)的一致性。如果
出現(xiàn)線性誤差,秤能夠在零載荷和滿載荷時正確讀數(shù),但在兩點之間則無法正確讀數(shù)(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(tǒng)精確度和可重復(fù)性
滯后誤差
滯后指的是對于同一施加載荷的秤讀數(shù)的大差異,一個讀數(shù)通過從零增加負(fù)載得出,另外一個通過
從滿載減少負(fù)載得出。圖 3-5 所示為典型的滯后誤差。秤在零載荷和滿載荷時能夠準(zhǔn)確讀數(shù)。逐漸向稱添加重量時,曲線低于直線,顯示的讀數(shù)過低。達到滿載后,重量逐漸減少,曲線高于直線,顯示的讀數(shù)過高。滯后指的是負(fù)載和卸載曲線之間的大差異;在本示例中出現(xiàn)在半載荷時。您應(yīng)當(dāng)采取一些措施來減少配料稱、填料稱和計數(shù)稱應(yīng)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(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)。可重復(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。
梅特勒托利多稱重模塊秤性能
風(fēng)吹向秤會同時對零度數(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)時產(chǎn)生
的穩(wěn)定偏移,但是陣風(fēng)比較典型,會在零度數(shù)和跨度讀數(shù)時造成不穩(wěn)定性;好的情況下,這只會造成秤操作困難,壞的情況下則會導(dǎo)致重量值出現(xiàn)嚴(yán)重錯誤。風(fēng)影響秤的方式有很多種:
1.風(fēng)水平吹向秤的側(cè)面會導(dǎo)致負(fù)載在稱重模塊間轉(zhuǎn)移,如上一部分的第 2 點所述;這會導(dǎo)致某些稱重模塊過載,也會影響重量讀數(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;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(通常為對自動調(diào)平的物料,比如液體,進行稱重的料罐秤),由于稱重傳感器的這一輸出浮動(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,同時在校準(zhǔn)前(通過微調(diào)接線盒)進行調(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)也會對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稱, 氣流模式相同,那么產(chǎn)生的垂直作用力就會相等并且相反,因此會抵消。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),強烈建議在要求較高的精確度的情況下采用這樣方法,另請參見下面的“溫度效應(yīng)”部分。注意,位于建筑背風(fēng)面的料罐不一定會受到風(fēng)的影響,建筑上的氣流會在背風(fēng)處產(chǎn)生氣壓梯度,并對秤產(chǎn)生垂直合力。
3.如果風(fēng)向與水平線呈角度,那么垂直合力就會作用于秤,這會直接影響秤的讀數(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)嶒炇姨炱剑敲丛谑覂?nèi)也會發(fā)生同樣的問題。
4.如果風(fēng)在大型臺秤的下方匯集,就會發(fā)生問題,導(dǎo)致壓力增大,平臺傾倒。將秤置于四面墻壁完好的基坑中,以保護秤。
梅特勒托利多稱重模塊地震荷載
地震所產(chǎn)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(jié)構(gòu)產(chǎn)生非常大的作用力。地震是由劇烈的火山噴發(fā)所致,但是常見且為嚴(yán)重的情況下,它們發(fā)生在地殼板塊的交界地帶。圖 4-2 中,每個點都表示 5 年內(nèi)發(fā)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(fā)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(fā)生;潛在的能量聚積,終克服摩擦力,突然發(fā)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(fā)生水平運動,并在地表形成地面波;這樣地震就會同時發(fā)生水平運動和垂直運動,并對地表的設(shè)備和結(jié)構(gòu)產(chǎn)生相應(yīng)的作用力。
梅特勒托利多稱重模塊大環(huán)境考慮因素
過去 40 年里,結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計原理得到重大發(fā)展,并且隨著從各大地震中吸取的教訓(xùn)不斷納入各種設(shè)計規(guī)范,該原理將繼續(xù)完善。世界范圍內(nèi)采用的設(shè)計規(guī)范很多,例如,美國廣泛采用 ICC 制定的國際建筑規(guī)范,而在整個歐洲則正在采用 CEN 制定的 EN1998 歐洲規(guī)范 8:結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計。由于液體在料罐中晃動會產(chǎn)生流體動力效應(yīng),因此在設(shè)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(guī)范,表 4-1 中列出了一些與高位料罐相關(guān)的規(guī)范。
梅特勒托利多稱重模塊
EN1998-4 歐洲規(guī)范 8:結(jié)構(gòu)抗震設(shè)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(zhǔn)則 存儲料罐抗震設(shè)計建議 NZSEE
ACI 350.1 含液體的混凝土結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計及說明 ACI
表 4-1:高位料罐防震設(shè)計相關(guān)的規(guī)范
幸運的是,大多數(shù)地震都發(fā)生在遠(yuǎn)離人口聚集地和工業(yè)中心的偏遠(yuǎn)地區(qū),但也有很多重要的例外。如果秤所在的地區(qū)采用地震設(shè)計規(guī)范,那么秤的設(shè)計必須符合這些規(guī)范。需要考慮的因素有很多,包括需要對抗的地震的嚴(yán)重性和類型、距離已知斷層的距離、現(xiàn)場土壤/巖層的類型和深度、底座類型以及秤在建筑或結(jié)構(gòu)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(huán)境。另外,許多國家要求必須由經(jīng)認(rèn)證可以在該地區(qū)執(zhí)行工作的專業(yè)工程師來完成抗震設(shè)計。梅特勒-托利多認(rèn)為,抗震設(shè)計必須由本地經(jīng)過認(rèn)證的經(jīng)驗豐富的專業(yè)人員根據(jù)本地條例及不同的情況來完成;我們的數(shù)據(jù)表為設(shè)計師提供進行此類分析所需的稱重傳感器及稱重模塊數(shù)據(jù)。
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