本文分析了地磅偏載誤差的產生原因,給出了二種實用調整 電路,并對其中之一進行了理論分析。
同一載荷置于地磅秤臺的不同位置,稱 重顯示控制器顯示不同的重量,其顯示值與該載荷 真值的差值叫偏載誤差。如何消除或有效地降低這 種偏載誤差,對于提高地磅的準確度,尤其是 用于貿易結算的地磅,使其達到國家檢定規(guī) 程要求的最大允許偏載誤差十分重要。
一、偏載誤差的產生原因 目前,在地磅中,其稱重傳感器的聯(lián)接方 式多采用并聯(lián),原因有以下三點:
⑴稱重顯示控制器已具有較高的靈敏度;
(2)稱重傳感器并聯(lián)電路輸出阻抗低,抗干擾能 力強;
(3)所有稱重傳感器只用一個供橋電源,稱重系 統(tǒng)簡單、經(jīng)濟。
但是,并聯(lián)電路對每個稱重傳感器要求有如下
三點:
⑴輸出靈敏度S的公差要小;
(2)輸出阻抗R。的平均偏差要??;
(3)輸出靈敏度與輸出阻抗之比即S/R。要相等。 然而,由于稱重傳感器本身受應變片、彈性元件及制造工藝等多種因素影響,實際上很難滿足上述 三點要求,因而產生偏載誤差。
再者,秤體設計缺陷、土建基礎承載力不同,秤 體安裝不當?shù)仍?,導致稱重傳感器受力不均勻,易產生偏載誤差。
從以上分析可知,導致地磅偏載誤差的 原因是:
⑴參數(shù)不匹配的稱重傳感器的并聯(lián);
(2)稱重傳感器受力不均勻。
二、實用調整電路
實際應用中,除了嚴格地按照技術要求對秤體 進行調整,以及精心選配稱重傳感器外,還要增設必 要的調整電路,調節(jié)各稱重傳感器輸出值的大小,從 而調整偏載誤差值。
1.輸入電壓調整電路
輸入電壓調整電路是在每只稱重傳感器激勵電 壓的正端接一只可調電位器,調節(jié)各稱重傳感器輸 人的激勵電壓的大小,改變其輸出電壓值,達到調整 偏載誤差之目的。如圖1所示。
圖1中,W1=W2=W3=W4=50Ω,為可調節(jié)電位器。
2.輸出電流調整電路
輸出電流調整電路是在每個稱重傳感器輸出 端并接一個分流可調節(jié)電位器,調節(jié)各稱重傳感器 輸出電流,從而改變其電壓輸出值,達到調整偏載 誤差之目的。如圖2所示。
圖2中,R=2.5KU為隔離電阻;
R'=10K!,為防短路電阻; Rw1=Rw2=Rw3=Rw4=200KΩ,為可調電位器。
三、調整電路分析
圖1、圖2為2只實際應用較多的稱重傳感器 調整電路,選擇高精度精密電阻電位器,電路制作 簡單。由于電路的分析,計算方法相同,這里以圖2 為例,圖1不再另外分析。
由于稱重傳感器可等效為電源與其輸出阻抗 的并聯(lián),圖2中1#稱重傳感器及其調整電路的等 效電路如圖3所示。
圖3中,UM:該稱重傳感器輸出電壓,
"1:該稱重傳感器輸出阻抗。
根據(jù)電流源與電壓源等效互換的原理,把圖3 進一步化簡,如圖4所示,并有
式中,E:稱重傳感器激勵電壓$
C:稱重傳感器額定容量;
S1:該稱重傳感器輸出靈敏度;
P1:該稱重傳感器承受載荷。
顯然,該稱重傳感器調整電路輸出電流為IM, 輸出阻抗即為RM。
同理,可求得其余稱重傳感器調整電路輸出電 流、輸出阻抗分別為:
式中,r2、r%、r4分別為相應稱重傳感器輸出阻抗, S2、S%、S4分別為相應稱重傳感器輸出靈敏度,P1、P3、 P4分別為相應稱重傳感器承受載荷。
4.只稱重傳感器調整電路并聯(lián)輸出電流:
4只稱重傳感器調整電路并聯(lián)輸出電壓:
從式(2)中可以看出,在地磅中,參數(shù)不 匹配的稱重傳感器的并聯(lián)及稱重傳感器受力不均 勻,采用圖2所示電路聯(lián)接方式,只要適當?shù)卣{整 Rw1(Rw2(Rw3(Rw4,使之滿足式⑴條件,就能消除或有效地降低電子汽車的偏載誤差。