CN101629845A - 电子天平上电初期量程误差的补偿方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电子天平上电初期量程误差的补偿方法，以克服电子天平在刚上电时量程漂移过大的缺点，同时使电子天平的该项指标满足各种认证的需求。该发明首先通过统计电子天平上电初期的量程漂移特性曲线，然后选取量程漂移速率最大的时间区间以及量程漂移绝对值最大的时间区间，最后，使电子电平在量程漂移速率最大的时间区间和量程漂移最大的时间区间适当安排提示等待操作与量程校准操作，从而减小量程漂移误差。

Description

电子天平上电初期量程误差的补偿方法

技术领域

本发明涉及电子天平上电初期量程误差的补偿方法。

背景技术

传统的电磁力补偿(MFR)电子天平有个特性：刚上电时，由于各个机械零件、电子元件处于预热状态，需要一段时间才能进入稳定状态，因此，在此期间，量程会发生漂移，产生误差；经过一段时间后，电子天平内部各部分达到稳定，电子天平的量程也趋于稳定不再变化。量程稳定所需时间的长短随设计的不同而有较大的差异。

最优设计方案可以保证上电后几分钟之内量程达到稳定，但是该设计方案通常需要进行反复优化、选用很精密的电子元器件，而且在生产过程中需要严格控制各机械零件、电子元器件的质量，因此，该方案设计成本、制造成本都相对较高。

一般设计无需选用特别昂贵的精密零部件，可以保证电子天平在上电30分钟左右达到量程稳定。该方案设计成本、制造成本相对较低。

较差的设计可能导致电子天平在上电1小时后量程还有较大波动，该方案不太可取。

因此，常用设计方案采用第二种，保证上电30分钟左右量程达到稳定。

以电阻应变片作为传感元件的电子天平也存在类似的问题。

为了保证电子天平尤其是精密电子天平在上电初期(通常为30分钟)称量结果可靠，欧洲、美国、中国等要求对贸易天平进行上电初期性能测试，如欧洲OIML认证、美国NTEP认证。这些认证要求上电30分钟时间内量程漂移误差在认证许可的最大允许误差(MPE)范围内。如量程为500g、读数分度为1mg、检定分度为10mg的精密天平，刚上电30分钟之内量程漂移最大允许误差(MPE)为15mg。对于一般设计的电子天平来说，该段时间内量程漂移误差往往会超过最大允许误差，如前述500g电子天平，有的量程漂移误差会达到21mg，因此，该项性能测试较难通过认证。

发明内容

本发明的目的在于提出一种电子天平上电初期量程误差的补偿方法，以解决上电初期量程漂移超过最大允许误差的问题。

为此，本发明提出一种电子天平上电初期量程误差的补偿方法，包括以下步骤：统计电子天平上电初期的量程误差随时间变化的量程漂移特性曲线；选取该曲线中量程漂移速率最大的时间区间以及量程漂移绝对值最大的时间区间；使电子天平在该量程漂移速率最大的时间区间和该量程漂移最大的时间区间内执行包含在提示等待操作与量程校准操作的组合中的至少一种操作，从而减小量程漂移误差。

在上述的方法中，所述的量程漂移特性曲线是从不同批次天平样本中统计出来。其中，所述不同批次天平样本包括不同季节生产的天平。

在上述的方法中，执行包含在提示等待操作与量程校准操作的组合中的至少一种操作的步骤包含：在该电子天平上电时刻至一第一时刻的一区间执行该提示等待操作，其中该区间为至少部分该量程漂移速率最大的时间区间；以及在该第一时刻之后执行至少一量程校准操作，其中至少一量程校准操作包含在该量程漂移最大的时间区间内。

在上述的方法中，执行包含在提示等待操作与量程校准操作的组合中的至少一种操作还包括根据电子天平实际量程漂移曲线修改该第一时刻。

在上述的方法中，量程校准操作的次数为1-3次。

在上述的方法中，该量程校准操作是借助外部砝码校准完成，或者通过内部砝码自校完成。

在上述的方法中，该提示等待操作包括倒计时等待。其中，该倒计时等待是通过电子天平实时时钟实现，或者通过电子天平的CPU晶振计数实现。

本发明的电子天平上电初期量程误差的补偿方法可以提高天平品质，缩短预热时间，同时解决上电初期量程漂移超过最大允许误差的问题，使电子天平，尤其精密天平上电性能满足各种认证需求。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：

图1为某一典型的量程漂移曲线。

图2为根据本发明一实施例的量程误差补偿流程。

图3为根据本发明另一实施例的量程误差补偿流程。

图4为本发明的量程误差补偿方法的实施步骤。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明：

以某一型号的500g×1mg精密电子天平为例，首先随机抽选不同批次正常生产(最好包含不同季节)的合格电子天平若干台(如20台)，然后对每台电子天平分别进行上电初期的加载测试，同时记录测试时间点、空载读数、满载读数，加载测试持续时间可以比认证的要求稍长，如2小时；以上电后第0分钟时刻的量程(满载读数-空载读数)为基准，分别计算出后续各时间点相对于基准点的量程误差。以时间为横轴、量程误差为纵轴，将每台天平的测试数据绘制成图。其中某一典型预热特性曲线如图1所示，从图中可以看出，最大量程误差约为20mg，超出认证许可15mg范围，因此，必须进行量程误差补偿。

其次，以图1为例，分析其量程漂移速率最大时间区间以及量程漂移绝对值最大的时间区间。从图1可以看出，在0至5分钟内曲线斜率最大即量程漂移的速率最大，而且在该段时间内量程漂移占总漂移量的一半以上；量程漂移最大值出现在15至20分钟内；在35分钟之后量程趋于稳定。

最后，通过对电子电平进行配置(例如软件编程)，使之在量程漂移速率最大的时间区间和量程漂移最大的时间区间合理执行提示等待操作与量程校准操作，减小量程漂移误差。提示等待操作典型地是在电子电平上显示倒计时，以提示使用者不可进行称量。

根据本发明的补偿方法，若量程漂移速率最大的时间区间较短(如小于2分钟)，则可在全区间实行倒计时等待；若该段区间时间较长(如大于5分钟)，则不适宜全区间等待，可以预设前N1分钟(如2分钟)倒计时(此时天平不允许称量)，计时结束后进入正常称量；在上电时间达到该时间区间边界N2(如5分钟时刻点)时启动量程校准，部分补偿量程误差，校准结束后仍然进入正常称量。随后，在量程漂移最大的时间区间内某时刻点N3(如15分钟时刻点)以及量程稳定后的某时刻点N4(如30分钟时刻点)再分别启动量程校准，校准后天平进入正常称量。其中量程校准的次数可以根据量程漂移误差的大小做适当增减，例如：当量程漂移速率最大的时间区间内最大漂移量较小时可以省去第一次量程校准。

图2根据本发明一实施例的量程误差补偿的流程，其中有上电时刻0和4个时刻N1-N4。在本实施例中，结合图1所示量程漂移曲线的实例，令N1＝2分钟，N2＝5分钟，N3＝15分钟，N4＝30分钟，于是量程补偿流程为，天平上电开始进行倒计时至第一时刻N1＝2分钟结束，进入正常称量状态；在5分钟时刻开启量程校准，校准后进入正常称量状态；在15分钟时刻再次启动量程校准，校准后进入正常称量状态；在30分钟时刻再次启动量程校准，这次校准结束后天平将一直处于正常称量状态。在本发明的实施例中，量程校准操作可以借助外部砝码校准完成，也可以通过内部砝码自校完成。倒计时等待可以通过电子天平实时时钟实现，也可以通过电子电平的CPU晶振计数实现。

由于N1与N2之间的时间间隔较小只有3分钟，也即是说，仅仅正常称量了3分钟就要启动量程校准，这会让用户感觉不舒服。同时考虑到2分钟至15分钟的量程漂移约为10mg，在认证许可15mg范围内，于是考虑舍去2分钟到5分钟之间的正常称量状态，在倒计时结束后直接开启量程校准，即令流程中N2＝N1。后续的流程保持不变。于是得到另一实施例的一种简化的量程误差补偿流程，如图3所示。

当然，本发明的以上实施例仅仅是根据具体的量程漂移曲线所作的设计，本领域技术人员完全可以不局限于上述的实施例而在本发明的范围内设计其他的变化例。

根据以上的实施例，归纳出本发明的电子天平上电初期量程误差的补偿方法，参照图4所示，在步骤100，统计电子天平上电初期的量程误差随时间变化的量程漂移特性曲线(参照图1)；在步骤200，选取该曲线中量程漂移速率最大的时间区间以及量程漂移绝对值最大的时间区间；以及在步骤300，使电子天平在该量程漂移速率最大的时间区间和该量程漂移最大的时间区间的至少部分时间内执行量程误差补偿流程，即适当地执行提示等待操作与量程校准操作，从而减小量程漂移误差。

本发明简单易行，同时适用于具有外校功能电子天平和具有内校功能电子天平，而且有无实时时钟均不影响方法的执行。使用本发明，在生产时无需单独测试每台电子天平的量程漂移特性(测试时间至少为30分钟)曲线，可以根据统计结果进行量程误差补偿流程参数的批量设定，节省生产时间，提高生产效率。

以上所述，仅是本发明的实施例而已，对本发明技术所在领域的普通技术人员来说，可以根据本发明技术方案及其构思进行简单修改、等同变化或修饰，均属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种电子天平上电初期量程误差的补偿方法，所述方法包括以下步骤：

a.统计电子天平上电初期的量程误差随时间变化的量程漂移特性曲线；

b.选取该曲线中量程漂移速率最大的时间区间以及量程漂移绝对值最大的时间区间；

c.使电子天平在该量程漂移速率最大的时间区间和该量程漂移最大的时间区间内执行包含在提示等待操作与量程校准操作的组合中的至少一种操作，从而减小量程漂移误差。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a中的量程漂移特性曲线是从不同批次天平样本中统计出来。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述不同批次天平样本包括不同季节生产的天平。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤c包含：

在该电子天平上电时刻至一第一时刻的一区间执行该提示等待操作，其中该区间为至少部分该量程漂移速率最大的时间区间；以及

在该第一时刻之后执行至少一量程校准操作，其中至少一量程校准操作包含在该量程漂移最大的时间区间内。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括根据电子天平实际量程漂移曲线修改该第一时刻。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，包括在量程漂移特性曲线的量程稳定后的一时刻执行该量程校准操作。

7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，该量程校准操作的次数为1-3次。

8.如权利要求1或4所述的方法，其特征在于，该量程校准操作是借助外部砝码校准完成，或者通过内部砝码自校完成。

9.如权利要求1或4所述的方法，其特征在于，该提示等待操作包括倒计时等待。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，该倒计时等待是通过电子天平实时时钟实现，或者通过电子天平的CPU晶振计数实现。

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