电子汽车衡的误差分析及应对措施

发表时间:2020/7/29   来源:《科学与技术》2020年3月7期   作者:张玮
[导读] 本文围绕电子汽车衡结构和工作原理,分析了电子汽车衡产生误差的原因

        【摘要】本文围绕电子汽车衡结构和工作原理,分析了电子汽车衡产生误差的原因,介绍了几种必要的应对措施,有利于保持电子汽车衡量值的准确可靠。
        【关键词】电子汽车衡;工作原理;误差;原因应对措施;
一、概述
        电子汽车衡是大宗货物计量的主要称重设备,电子汽车衡作为机械式衡器的更新换代产品已被广大用户所认可,为越来越多的企业所选用。目前我国电子汽车衡发展迅速,其整体发展呈现模块化、智能化、组合化和节能化趋势;在电子汽车衡计量检定中,不论是安装、接地,还是调试,抗干扰等方面,都对电子汽车衡计量检定结果有较大影响,需要不断消除影响因素,合理控制误差。
二、结构和工作原理
2.1结构
电子汽车衡由承载器、高精度称重传感器、称重显示仪表组成,也可根据实际需要,配置打印机、大屏幕显示器,安装称重管理软件系统,实现更高层次的数据管理及传输。
2.2工作原理
电子汽车衡利用应变电测原理称重。在称重传感器的弹性体上粘贴有应变计,组成惠斯登电桥。无负荷时,电桥处于平衡状态,输出为零;被称重物或载重汽车置于承载器台面上时,各应变计随之产生与载荷成比例的应变,由输出电压即可测出外加载荷。
三、电子汽车衡的误差分析
   3.1外观检查
        检定人员应该对秤体外观进行观察,查看是否有变形、开裂的情况;限位螺母缝隙是否距离合适;查看秤体四周及底部有无杂物堵塞;多节之间搭接是否牢固可靠;查看传感器至秤体横平竖直情况。通过以上对外观的检查,确定秤体是否合乎检定规程的要求。
   3.2零点漂移。
        电子汽车衡秤量过程中,若长时间受到冲击荷载的影响,使得传感器的空载输出信号发生一定程度变化,尤其是冲击荷载具有一定不确定性,大小不同且多次往复,此种情况下势必会导致传感器空载输出信号发生明显变化,最终形成零点漂移而对电子汽车衡称量准确度产生影响,导致称量误差出现。
   3.3线性变化
        电子汽车衡称重传感器输出信号与其所承受荷载在理论上呈线性关系,而其与相应输出电压之间为非直线关系,此种情况下,应当就部分称量点误差较大的问题开展有针对性的分析,通过对分段校准秤量程的合理应用,对传感器的非线性输出所导致的称重误差进行科学化控制,最好是能够消除此类称重误差,以保证电子汽车衡称量的准确性和可靠性。在电子汽车衡检定过程中,最小秤量、50%最大秤量、最大秤量、最大允许误差改变秤量这五个点为基准点,其示值误差为基值误差,实际误差大小应当满足电子汽车衡检定规程中关于秤量点最大允许误差的相关标准,从而保证电子汽车衡称量的准确度。
   3.4重复性误差
        电子汽车衡在重复性测试时,需对50%最大秤量、最大秤量两组进行测试,每组至少重复3次,每次测试及任意两次示值之差不得大于该秤量允许误差的绝对值。重复性测试时周围的温度、湿度、风力、震动等外部环境条件变化会引起重复性误差外,传感器本身的性能和秤台的安装水平、秤台的机械传力等方面是引起重复性误差主要方面。       
3.5偏载误差
        偏载测试是电子汽车衡称量中的重要内容,通过对电子汽车衡N个传感器施加砝码,确保其均匀分布于承载起整个区域,不可重叠放置或超出界限,以免影响偏载测试效果。偏载测试下,其被测重物在秤台上位置变化所引起的误差应当不超出称量的最大允许误差。偏载测试中,受到称重传感器灵敏度等因素的影响,导致偏载误差出现。

而在称重传感器弹性体与电阻应变计等关键材料性能的影响下,称重传感器的实际灵敏度往往也存在一定差异,甚至对相同荷载下的输出信号产生影响,导致出现误差。为有效降低偏载误差,可以对电子汽车衡进行妥善处理,将有电位器连接至不同传感器支路,适当陶正电阻值,在不同电阻的分压条件下,保证不同支路信号输出的稳定性和平衡性。
四、电子汽车衡违规现场的勘查
1、观察法
用力在水平方向蹬承载器,看承载器是否晃动灵活,确保量值的准确传递。观察承载器四周及下部的称重传感器引出线及线缆上有无塑料袋、纸张等包裹物,或违规器用胶带粘贴或用磁铁吸附于承载器台面下,电缆上是否有破口,以及接线盒内接线柱螺丝、插件有无异常。称重仪表及计算机外围线路及插头进行检查。
2、测试法
用万用表电阻档检测电缆有无断路、短路现象,检查称重传感器组输入端和输出端的阻抗是否在参数范围内。要以实际使用的传感器数据为准,对阻值异常的传感器及其线缆要重点检查。
用数字万用表电压档检测传感器输入电压是否正常,并与仪表提供的电压进行比较。检测传感器输出的信号电压是否稳定,检测每只传感器输出的信号电压是否偏差过大。
3、替代法
当发现电子汽车衡工作不正常,但又无法准确判断时,可以通过替代法来对可疑或违规概率大的元件进行检测。比如用同型号同规格的称重传感器、接线盒、称重仪表替换使用中对应的器件,检查称量结果是否恢复正常。一般替代法多用于称重仪表的检查,确定称重仪表内部是否加装了违规电路。
4、排除法
在无法判定故障问题的情况下,为不能影响正常工作,只能通过排除法逐一检查相关器件。比如在无法判断是称重传感器还是接线盒的问题时,又没有相关的替代元件,可通过逐一拆除称重传感器、调换接线盒中的接线位置等方式观察称量结果,以便准确的判断究竟是在哪个元件上加装了违规电路或违规元件。
    5、防止电子汽车衡违规的措施
从电子汽车衡的违规分类和违规方式中,我们不难知道,对违规现场的勘察并不能完全杜绝违规行为的发生,例如在非电路部分违规中的仪表或软件违规、人员违规等,隐蔽性非常强,无法察觉。但我们要最大限度的降低和减少必须重视下述几点。
1、在设计承载器时必须采用材质好的穿线管,中间不应有连接间隙,称重传感器出线位置(出线口到穿线管的位置)加装保护盖板或侧向保护板,并用非标螺杆紧固。
2、承载器过长的大衡或磅房视野不开阔的情况,多方位加装摄像头。通过视频来确定车是否完全上秤,或者是否有多车压秤的情况。在无人值守的电子汽车衡应用系统中,摄像头是重要的监测设备。它是判定称量结果准确性的关键设备。
3、称重仪表和接线盒必须加铅封,不能随意打开并定期检查。一是可以避免非法人员加装相关电路,也可以杜绝内部人员受非法利益的影响对衡器的重新标定。
4、使用信誉好的正规企业所生产的称重仪表和称重软件。一般信誉好的企业和大的企业肩负着一定的使命,也不会为了蝇头小利在仪表上预留违规的可能。
5、条件允许的情况尽量使用数字式电子汽车衡。增加不法分子的违规难度和成本。数字式汽车衡采用相关的通讯协议传送数据,这些通讯协议的特性在于有一定的防违规能力,破解难度大,违规成本高,能够有效遏制违规现象。
6、尽量对承载器周边进行24小时监控,发现可疑人员及时制止,让不法分子没有时间靠近。严格的监控会让不法分子无从下手。只要不去做手脚,就能保证称量结果的准确性。

结论
        作为计量检定技术人员,应加强质量计量基础知识和计量检定规程的学习,不断提高业务水平,指导安装人员正确安装电子汽车衡,对电子汽车衡不合理的设计应向对厂家提出建设性意见,使电子汽车衡处于良好的状态。
参考文献:
        [1]冯伟宏,朱少萍.电子汽车衡称量误差分析[J].衡器,2014.
        [2]张景亮.电子汽车衡示值误差测量结果的不确定度评定[J].衡器,2014.
        [3]杨大为.电子汽车衡示值误差测量结果不确定度评定[J].科技创新与应用,2015.
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