CN113108889B - 秤体性能评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明的一个目的在于提供一种秤体性能评估方法，能够对秤体的性能进行评估。为实现前述目的的秤体性能评估方法包括如下步骤：获得整秤的误差值E_total，所述整秤的误差值E_total包括整秤的总误差TE_total、整秤的重复性误差RE_total、整秤的线性误差LE_total以及整秤的滞后误差HE_total；获得称重传感器的误差值E_sensor，所述称重传感器的误差值E_sensor包括称重传感器的总误差TE_sensor、称重传感器的重复性误差RE_sensor、称重传感器的线性误差LE_sensor以及称重传感器的滞后误差HE_sensor；通过秤体的总误差TE_body、秤体的重复性误差RE_body、秤体的线性误差LE_body以及秤体的滞后误差HE_body对秤体的称重性能进行评估。

Description

秤体性能评估方法

技术领域

本发明涉及称重系统领域，尤其涉及一种秤体性能评估方法。

背景技术

秤是用于对物体的重量进行称量的部件，其通常由称重传感器和秤体两部分组成，其中秤体是指秤中除却称重传感器后的所有机械结构的总称。

目前，现有对于秤性能的评估方法通常是对秤的整体称重性能进行评估，秤的整体称重性能可测。而对于称重传感器而言，称重传感器的称重性能也可测。但秤在应用过程中无法将称重传感器和组成秤体的机械结构进行分离，导致秤体的称重性能不可直接测量，导致较难独立评估秤机械称重性能。

随着称重技术的发展，秤的称重性能提升越来越困难，秤体称重性能的评估越来越对秤的研究、设计、生产制造、维护等工作有指导意义，故亟需提供一种合适的评估方法，对秤体的性能进行评估。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种秤体性能评估方法，能够对秤体的性能进行评估。

为实现前述目的的秤体性能评估方法，包括如下步骤：

获得整秤的误差值E_total，所述整秤的误差值E_total包括整秤的总误差TE_total、整秤的重复性误差RE_total、整秤的线性误差LE_total以及整秤的滞后误差HE_total；

获得称重传感器的误差值E_sensor，所述称重传感器的误差值E_sensor包括称重传感器的总误差TE_sensor、称重传感器的重复性误差RE_sensor、称重传感器的线性误差LE_sensor以及称重传感器的滞后误差HE_sensor；

判断整秤的误差值E_total与称重传感器的误差值E_sensor之间的相关性若二者为相关，则有：

秤体的总误差：TE_body＝TE_total-TE_sensor；

秤体的重复性误差：RE_body＝RE_total-RE_sensor；

秤体的线性误差：LE_body＝LE_total-LE_sensor；

秤体的滞后误差：HE_body＝HE_total-HE_sensor；

若二者为不相关，则有：

秤体的总误差：

秤体的重复性误差：

秤体的线性误差：

秤体的滞后误差：

通过秤体的总误差TE_body、秤体的重复性误差RE_body、秤体的线性误差LE_body以及秤体的滞后误差HE_body对秤体的称重性能进行评估。

在一个或多个实施方式中，所述整秤的误差值E_total通过如下方法获得：

在秤的加载重量范围内，使用多个测量重量点位置分别对整秤进行加卸载测试序列测试，重复进行多次后得到多个整秤测试重量序列W_total以及对应的多个整秤加载测试数据WTl_total和多个整秤卸载测试数据WTu_total；

将所述整秤加载测试数据WTl_total与所述整秤测试重量序列W_total进行数值对比，以及将所述整秤卸载测试数据WTu_total与所述整秤测试重量序列W_total进行数值对比，得到多个整秤测试误差数据Et_total；

针对所述整秤测试误差数据Et_total进行统计分析，获得整秤测试误差标准差Estd_total以及整秤测试误差均值Em_total；

根据所述整秤加载测试数据WTl_total与所述整秤测试重量序列W_total的数值对比结果，获得整秤加载数据误差均值Eml_total；

根据所述整秤卸载测试数据WTu_total与所述整秤测试重量序列W_total的数值对比结果，获得整秤卸载数据误差均值Emu_total；

以n倍的标准差作为重复性评估指标，n为大于三的整数，通过如下公式获得整秤的误差值E_total，包括：

整秤的总误差TE_total＝n*Estd_total+Em_total；

整秤的重复性误差RE_total＝n*Estd_total；

整秤的线性误差LE_total＝Eml_total。

整秤的滞后误差HE_total＝Emu_total-Eml_total。

在一个或多个实施方式中，所述称重传感器的误差值E_sensor通过如下方法获得：

在整秤的机械皮重起点以及称重传感器的称重范围内，使用多个测量重量点对秤进行加卸载测试序列测试，重复进行多次后得到多个称重传感器测试重量序列W_sensor以及对应的多个称重传感器加载测试数据WTl_sensor和多个称重传感器卸载测试数据WTu_sensor；

将所述称重传感器加载测试数据WTl_sensor与所述称重传感器测试重量序列W_sensor进行数值对比，以及将所述称重传感器卸载测试数据WTu_sensor与所述称重传感器测试重量序列W_sensor进行数值对比，得到多个称重传感器测试误差数据Et_sensor；

针对所述称重传感器测试误差数据Et_sensor进行统计分析，获得称重传感器测试误差标准差Estd_sensor以及称重传感器测试误差均值Em_sensor；

根据所述称重传感器加载测试数据WTl_sensor与所述称重传感器测试重量序列W_sensor的数值对比结果，获得称重传感器加载数据误差均值Eml_sensor；

根据所述称重传感器卸载测试数据WTu_sensor与所述称重传感器测试重量序列W_sensor的数值对比结果，获得称重传感器卸载数据误差均值Emu_sensor

以n倍的标准差作为重复性评估指标，n为大于三的整数，通过如下公式获得称重传感器的误差值E_sensor包括：

称重传感器的总误差TE_sensor＝n*Estd_sensor+Em_sensor；

称重传感器的重复性误差RE_sensor＝n*Estd_sensor；

称重传感器的线性误差LE_sensor＝Eml_sensor。

称重传感器的滞后误差HE_sensor＝Emu_sensor-Eml_sensor。

在一个或多个实施方式中，对秤体的性能评估包括：采用分别将秤体的总误差TE_body、秤体的重复性误差RE_body、秤体的线性误差LE_body以及秤体的滞后误差HE_body分别与整秤的最大称重值对比。

在一个或多个实施方式中，采用3倍标准差作为重复性评估指标。

本发明的进步效果包括以下之一或组合：

通过如前所述一个或多个实施方式的秤体性能评估方法，能够实现对秤体性能的有效评估，从而对秤的研究、设计、生产制造、维护等工作有指导意义。

附图说明

本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1示出了本秤体性能评估方法一个实施方式下的流程示意图。

具体实施方式

下述公开了多种不同的实施所述的主题技术方案的实施方式或者实施例。为简化公开内容，下面描述了各元件和排列的具体实例，当然，这些仅仅为例子而已，并非是对本申请的保护范围进行限制。另外，这些公开内容中可能会在不同的例子中重复附图标记和/或字母。该重复是为了简要和清楚，其本身不表示要讨论的各实施方式和/或结构间的关系。

同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例，如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。另外，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此也不能理解为对本申请保护范围的限制。

需要注意的是，这些以及后续其他的附图均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本发明实际要求的保护范围构成限制。此外，不同实施方式下的变换方式可以进行适当组合。

如下文中的一个或多个术语解释如下：

整秤：包括称重传感器以及秤体机械结构在内的称重装置；

秤体：整秤中除去称重传感器后的全部秤体机械结构；

重复性误差：相同确定载荷，重复加载，称重示值之间的差异误差。

线性误差：不同确定载荷与对应的称重示值之间的称重误差。(将上述两个测试合并，方差代表重复性误差，均值误差代表线性误差)

滞后误差：相同载荷位置，加载和卸载称重示值之间的差异误差。

机械皮重起点：称重传感器的称重起点是空载荷点，但秤机械空秤时，秤机械本身重量会加载到称重传感器上，从而在传感器上施加的固定加载。

为解决现有技术中存在的至少一个方面的问题，本发明的一个方面提供了一种秤体性能评估方法，如图1示出了本秤体性能评估方法一个实施方式下的流程示意图，其包括如下步骤：

S101：获得整秤的误差值E_total，该整秤的误差值E_total包括整秤的总误差TE_total、整秤的重复性误差RE_total、整秤的线性误差LE_total以及整秤的滞后误差HE_total。

S102：获得称重传感器的误差值E_sensor，该称重传感器的误差值E_sensor包括称重传感器的总误差TE_sensor、称重传感器的重复性误差RE_sensor、称重传感器的线性误差LE_sensor以及称重传感器的滞后误差HE_sensor。

S103：判断整秤的误差值E_total与称重传感器的误差值E_sensor之间的相关性，以获得秤体的误差；

具体地，若二者为相关，则有：

秤体的总误差：TE_body＝TE_total-TE_sensor；

秤体的重复性误差：RE_body＝RE_total-RE_sensor；

秤体的线性误差：LE_body＝LE_total-LE_sensor；

秤体的滞后误差：HE_body＝HE_total-HE_sensor。

若二者为不相关相关，则有：

秤体的总误差：

秤体的重复性误差：

秤体的线性误差：

秤体的滞后误差：

S104：通过秤体的总误差TE_body、秤体的重复性误差RE_body、秤体的线性误差LE_body以及秤体的滞后误差HE_body对秤体的称重性能进行评估。

进一步地，整秤的误差值E_total通过如下方法获得：

在秤的加载重量范围内，使用多个测量重量点位置分别对整秤进行加卸载测试序列测试，重复进行多次后得到多个整秤测试重量序列W_total以及对应的多个整秤加载测试数据WTl_total和多个整秤卸载测试数据WTu_total。其中，整秤测试重量序列W_total为测试时放置于整秤上砝码的重量，整秤加载测试数据WTl_total为测试时加载砝码后整秤读数的实际变化量，整秤卸载测试数据WTu_total为测试时卸载砝码后整秤读数的实际变化量。该变化量为数值变化的绝对值。

随后，将每个数量点的整秤加载测试数据WTl_total与整秤测试重量序列W_total进行数值对比，以及将每个数量点的整秤卸载测试数据WTu_total与整秤测试重量序列W_total进行数值对比，得到多个整秤测试误差数据Et_total：

可以理解的是，每个数量点的整秤加载测试数据WTl_total与整秤测试重量序列W_total进行数值对比采用将对应测量重量点的两者数值相减后得到：每个数量点的整秤卸载测试数据WTu_total与整秤测试重量序列W_total进行数值对比也采用将对应测量重量点的两者数值相减后得到，得到后的多组差值结果即为整秤的测试误差数据Et_total。

随后，针对多个整秤测试误差数据Et_total进行统计分析，获得整秤测试误差标准差Estd_total以及整秤测试误差均值Em_total。

可以理解的是，整秤测试误差标准差Estd_total为前述步骤得到的多组差值的标准差，整秤测试误差均值Em_total为前述步骤得到的多组差值绝对值的平均值。

随后，根据整秤加载测试数据WTl_total与整秤测试重量序列W_total的数值对比结果，获得整秤加载数据误差均值Eml_total。即将每个数量点的整秤加载测试数据WTl_total与整秤测试重量序列W_total的对应测量重量点的两者数值相减后得到的数值序列取均值得到加载数据误差均值Eml_total。

随后，根据整秤卸载测试数据WTu_total与整秤测试重量序列W_total的数值对比结果，获得整秤卸载数据误差均值Emu_total。即将每个数量点的整秤卸载测试数据WTu_total与整秤测试重量序列W_total的对应测量重量点的两者数值相减后得到的数值序列取均值得到加载数据误差均值Emu_total。

随后，以三倍的标准差作为重复性评估指标，则有：

整秤的总误差TE_total＝3*Estd_total+Em_total；

整秤的重复性误差RE_total＝3*Estd_total；

整秤的线性误差LE_total＝Eml_total。

整秤的滞后误差HE_total＝Emu_total-Eml_total。

进一步地，称重传感器的误差值E_sensor通过如下方法获得：

在整秤的机械皮重起点S以及称重传感器的称重范围R内，使用多个测量重量点对秤进行加卸载测试序列测试，重复进行多次后得到多个称重传感器测试重量序列W_sensor以及对应的多个称重传感器加载测试数据WTl_sensor和多个称重传感器卸载测试数据WTu_sensor。其中，称重传感器测试重量序列W_sensor为测试时放置于称重传感器上砝码的重量，称重传感器加载测试数据WTl_sensor为测试时加载砝码后称重传感器读数的实际变化量，称重传感器卸载测试数据WTu_sensor为测试时卸载砝码后称重传感器读数的实际变化量。该变化量为数值变化的绝对值。

其中，采用整秤的机械皮重起点S以及称重传感器的称重范围R内的加载、卸载数据能够实现对称重传感器的性能进行有效评估。

随后，将每个数量点的称重传感器加载测试数据WTl_sensor与称重传感器测试重量序列W_sensor进行数值对比，以及将每个数量点的称重传感器卸载测试数据WTu_sensor与称重传感器测试重量序列W_sensor进行数值对比，得到多个称重传感器测试误差数据Et_sensor：

可以理解的是，每个数量点的称重传感器加载测试数据WTl_sensor与称重传感器测试重量序列W_sensor进行数值对比采用将对应测量重量点的两者数值相减后得到：每个数量点的称重传感器卸载测试数据WTu_sensor与称重传感器测试重量序列W_sensor进行数值对比也采用将对应测量重量点的两者数值相减后得到，得到后的多组差值结果即为称重传感器的测试误差数据Et_sensor。

随后，针对多个称重传感器测试误差数据Et_sensor进行统计分析，获得称重传感器测试误差标准差Estd_sensor以及称重传感器测试误差均值Em_sensor。

可以理解的是，称重传感器测试误差标准差Estd_sensor为前述步骤得到的多组差值的标准差，称重传感器测试误差均值Em_sensor为前述步骤得到的多组差值绝对值的平均值。

随后，根据称重传感器加载测试数据WTl_sensor与称重传感器测试重量序列W_sensor的数值对比结果，获得称重传感器加载数据误差均值Eml_sensor。即将每个数量点的称重传感器加载测试数据WTl_sensor与称重传感器测试重量序列W_sensor的对应测量重量点的两者数值相减后得到的数值序列取均值得到加载数据误差均值Eml_sensor。

随后，根据称重传感器卸载测试数据WTu_sensor与称重传感器测试重量序列W_sensor的数值对比结果，获得称重传感器卸载数据误差均值Emu_sensor。即将每个数量点的称重传感器卸载测试数据WTu_sensor与称重传感器测试重量序列W_sensor的对应测量重量点的两者数值相减后得到的数值序列取均值得到加载数据误差均值Emu_sensor。

随后，以三倍的标准差作为重复性评估指标，则有：

称重传感器的总误差TE_sensor＝3*Estd_sensor+Em_sensor；

称重传感器的重复性误差RE_sensor＝3*Estd_sensor；

称重传感器的线性误差LE_sensor＝Eml_sensor。

称重传感器的滞后误差HE_sensor＝Emu_sensor-Eml_sensor。

进一步地，采用将秤体的总误差TE_body、秤体的重复性误差RE_body、秤体的线性误差LE_body以及秤体的滞后误差HE_body分别与整秤的最大称重值对比，得到对秤体的性能评估。

进一步地，在如前所述对称重传感器的误差值E_sensor以及对整秤的误差值E_total进行计算时，采用三倍的标准差作为重复性评估指标，在其他一些实施方式中，也可以采用n倍标准差作为重复性评估指标(n为大于三的整数)，如四倍、五倍。

进一步地，判断整秤的误差值E_total与称重传感器的误差值E_sensor之间的相关性是采用数据分析得到。其中，在一些实施方式中，也可以是采用多次测试对比后根据经验分析后得到。

通过如前所述一个或多个实施方式的秤体性能评估方法，能够实现对秤体性能的有效评估，从而对秤的研究、设计、生产制造、维护等工作有指导意义。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种秤体性能评估方法，其特征在于，所述秤体为整秤中除去称重传感器后的全部秤体机械结构，所述评估方法包括如下步骤：

获得整秤的误差值E_total，所述整秤的误差值E_total包括整秤的总误差TE_total、整秤的重复性误差RE_total、整秤的线性误差LE_total以及整秤的滞后误差HE_total；

获得称重传感器的误差值E_sensor，所述称重传感器的误差值E_sensor包括称重传感器的总误差TE_sensor、称重传感器的重复性误差RE_sensor、称重传感器的线性误差LE_sensor以及称重传感器的滞后误差HE_sensor；

判断整秤的误差值E_total与称重传感器的误差值E_sensor之间的相关性若二者为相关，则有：

秤体的总误差：TE_body＝TE_total-TE_sensor；

秤体的重复性误差：RE_body＝RE_total-RE_sensor；

秤体的线性误差：LE_body＝LE_total-LE_sensor；

秤体的滞后误差：HE_body＝HE_total-HE_sensor；

若二者为不相关，则有：

秤体的总误差：

秤体的重复性误差：

秤体的线性误差：

秤体的滞后误差：

通过秤体的总误差TE_body、秤体的重复性误差RE_body、秤体的线性误差LE_body以及秤体的滞后误差HE_body对秤体的称重性能进行评估。

2.如权利要求1所述的秤体性能评估方法，其特征在于，所述整秤的误差值E_total通过如下方法获得：

在秤的加载重量范围内，使用多个测量重量点位置分别对整秤进行加卸载测试序列测试，重复进行多次后得到多个整秤测试重量序列W_total以及对应的多个整秤加载测试数据WTl_total和多个整秤卸载测试数据WTu_total；

将所述整秤加载测试数据WTl_total与所述整秤测试重量序列W_total进行数值对比，以及将所述整秤卸载测试数据WTu_total与所述整秤测试重量序列W_total进行数值对比，得到多个整秤测试误差数据Et_total；

针对所述整秤测试误差数据Et_total进行统计分析，获得整秤测试误差标准差Estd_total以及整秤测试误差均值Em_total；

根据所述整秤加载测试数据WTl_total与所述整秤测试重量序列W_total的数值对比结果，获得整秤加载数据误差均值Eml_total；

根据所述整秤卸载测试数据WTu_total与所述整秤测试重量序列W_total的数值对比结果，获得整秤卸载数据误差均值Emu_total；

以n倍的标准差作为重复性评估指标，n为大于三的整数，通过如下公式获得整秤的误差值E_total，包括：

整秤的总误差TE_total＝n*Estd_total+Em_total；

整秤的重复性误差RE_total＝n*Estd_total；

整秤的线性误差LE_total＝Eml_total；

整秤的滞后误差HE_total＝Emu_total-Eml_total。

3.如权利要求1所述的秤体性能评估方法，其特征在于，所述称重传感器的误差值E_sensor通过如下方法获得：

在整秤的机械皮重起点以及称重传感器的称重范围内，使用多个测量重量点对称重传感器进行加卸载测试序列测试，重复进行多次后得到多个称重传感器测试重量序列W_sensor以及对应的多个称重传感器加载测试数据WTl_sensor和多个称重传感器卸载测试数据WTu_sensor；

将所述称重传感器加载测试数据WTl_sensor与所述称重传感器测试重量序列W_sensor进行数值对比，以及将所述称重传感器卸载测试数据WTu_sensor与所述称重传感器测试重量序列W_sensor进行数值对比，得到多个称重传感器测试误差数据Et_sensor；

针对所述称重传感器测试误差数据Et_sensor进行统计分析，获得称重传感器测试误差标准差Estd_sensor以及称重传感器测试误差均值Em_sensor；

根据所述称重传感器加载测试数据WTl_sensor与所述称重传感器测试重量序列W_sensor的数值对比结果，获得称重传感器加载数据误差均值Eml_sensor；

根据所述称重传感器卸载测试数据WTu_sensor与所述称重传感器测试重量序列W_sensor的数值对比结果，获得称重传感器卸载数据误差均值Emu_sensor

以n倍的标准差作为重复性评估指标，n为大于三的整数，通过如下公式获得称重传感器的误差值E_sensor包括：

称重传感器的总误差TE_sensor＝n*Estd_sensor+Em_sensor；

称重传感器的重复性误差RE_sensor＝n*Estd_sensor；

称重传感器的线性误差LE_sensor＝Eml_sensor；

称重传感器的滞后误差HE_sensor＝Emu_sensor-Eml_sensor。

4.如权利要求1所述的秤体性能评估方法，其特征在于，对秤体的性能评估包括：采用分别将秤体的总误差TE_body、秤体的重复性误差RE_body、秤体的线性误差LE_body以及秤体的滞后误差HE_body分别与整秤的最大称重值对比。

5.如权利要求2或3所述的秤体性能评估方法，其特征在于，采用3倍标准差作为重复性评估指标。

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