CN1267821A - 电子吊秤专用检具、标定方法及用途 - Google Patents

Abstract

本发明属于电子吊秤及称重传感器的测量仪器。本发明的目的是突破目前传统的实物量具(砝码)检定方法,提供一种体积小,成本低的高精度电子吊秤专用检具,以及该检具的标定方法和相关用途。其结构由机体、机架、称重传感器、动力机构、加压机构及操作仪表组成,特点是用多个传感器组成传感器组,使用系列标准值定点修正标定方法使综合误差降至单个传感器的1/4—1/6,所检定电子吊秤能按国家标准进行360°旋转测试。

Description

电子吊秤专用检具、标定方法及用途

本发明属于测量仪器领域，尤其是电子吊秤及称重传感器检测仪器。

众所周知，电子吊秤的检定通常使用四等标准砝码(每个1t)，当称量达数十吨时，因砝码的体积大，检定周期短、费用高，还要配置相应的起重设备，对使用环境条件要求高。使检定繁锁、危险，需要大量的人力物力。

本发明的目的是突破目前传统的实物量具(砝码)检定方法，提供一种体积小，成本低的高精度电子吊秤专用检具，以及该检具的标定方法和相关用途。

本发明的目的是这样实现的：

电子吊秤专用检具，主要由机体、机架、称重传感器、动力机构、加压机构及操作仪表组成。该机体由底座及承重台组成，若干称重传感器组成的传感器组放置在底座和承重台之间；机架为门字型，在机架横梁上有调整螺杆、手轮及夹具组成夹持机构，可按被测产品尺寸调整相应位置，同时该夹持机构可在横梁孔内绕检具轴心线作360°回转，以满足电子吊称按国家标准GB11883-89旋转测试的要求；动力机构固定在机体底座上，由可控电机及摆线针轮减速器构成，对由螺杆和螺母组成的加压机构进行自动控制。

电子吊秤专用检具的标定方法是：利用称重传感器重复性误差小的特点，特选传感器使重复性误差小于0.01％，施加系列标准载荷后，采用定点修正标定方法对专用检具进行系列标准值修正补偿标定。

定点修正标定方法，是在预定点加标准载荷后，操作仪表中同时输入所加载荷相关值进行补偿标定。

该方法受益于目前个别称重显示器特殊功能的启示，如上海耀华称重系统公司制造的XK3190-D2⁺称重显示器中针对非线性误差修正专门设计的一项功能。本发明修改其功能扩展为下列二种方法：

1、定点一次加载修正标定方法，是在预定点一次加标准载荷后，操作仪表中同时输入所加载荷的真实值即完成对该点的补偿标定。

2、定点标准偏差值修正标定方法，是在预定点重复多次加载测量，利用慨率计算出标准偏差值δ后，在操作仪表中输入所加载荷的真实值用标准偏差值修正后对该点进行补偿标定。

其标准偏差为 $\mathrm{\δ}=\sqrt{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{(X_i-\stackrel{-}{X})}^2/(n-1)}$

式中：X_i——相同条件下，每次测得的实际值

       X——多次测得的X_i的平均值，即 X＝(X₁+X₂+...X_n)/n

      n——重复测量次数n≥10

令专用检具的综合误差为μ $\mathrm{\μ}=\sqrt{{\mathrm{\α}}_1^2+{\mathrm{\α}}_2^2+{\mathrm{\α}}_3^2+{\mathrm{\α}}_4^2}$

式中：α₁——传感器定点重复性误差

      α₂——连接件因素引起的误差

      α₃——机械系统因素引起的误差

      α₄——二次仪表的误差

那么，定点标准偏差值修正标定法结果符合下列要求：δ＜(1/5-1/10)μ。

本专用检具的相关用途是：平时可对电子吊秤按国家标准GB11883-89进行检定；更换夹具、专用压板或辅助平铁后，对称重传感器按国家标准GB7551-97进行检定。

本发明的积极效果是：

1、采用了多个称重传感器组成的传感器组，其综合误差按公式

计算可知，当传感器个数n＝4时，Δ′＝Δ/2，即误差仅是单传感器的1/2；传感器组放置在机体的底座与承重台之间，其受力状态好。

2、传感器的多项误差中，其重复性误差一般为综合误差的1/2～1/3，用定点修正标定方法，尤其是将预定点按所标定产品国家标准必测点对应系列标准值标定时，传感器误差测以重复性误差显现。

3、上述两种措施并用，即用定点一次加载修正标定方法时，理论上可使本发明中传感器组综合误差减小为单个传感器的1/4～1/6。即用常规0.02％误差值的传感器，可达到的综合误差小于0.005％，能达到四等砝码的检定精度。

4、当用定点标准偏差值修正标定方法时，理论上已全部考虑到影响本专用检具的综合误差，并将其准确修正为检具综合误差的1/5～1/10。

5、采用了可以360°回转的夹持机构，以及由可控电机与摆线针轮减速器组成的动力机构，对由螺杆和螺母组成的加压机构自动控制，可方便的带动被测物体进行360°自动双向回转，按国家标准对电子吊称进行检定。

附图是本发明的实施例：

图1、电子吊秤专用检具外观图。

图2、电子吊秤专用检具结构示意图。

图中：1.机体，2.机架，3.辅助平铁，4.调整螺杆，5.手轮，6.机架横梁，7.上夹具，8.操作仪表，9.可控电机，10.摆线针轮减速器，11.底座，12.称重传感器，13.承重台，14.螺杆，15.螺母，16.下夹具

下面结合附图对本发明作一下描述：

电子吊秤专用检具由机体1、机架2、称重传感器12、动力机构、加压机构及操作仪表8组成。机体1由底座11及承重台13组成，四个称重传感器12组成的传感器组放置在底座11与承重台13之间；机架2在机体1上面且为门字型；在机架横梁6上装有由调整螺杆4、手轮5、上夹具7组成的夹持机构，可按被测物体尺寸调整相应位置，同时该夹持机构可以在机架横梁6的孔内绕专用检具轴心作360°回转；动力机构由可控电机9与摆线针轮减速器10组成，安装在底座11上，对由螺杆14和螺母15组成的加压机构自动控制；下夹具16同螺母15相互联接，用于夹持被测产品；当检测拉力传感器或电子吊称时，用上夹具7和下夹具16进行装夹；辅助平铁3放在机架2两侧短梁上，当检测压力传感器时，用辅助平铁3放置被测物体，再用专用压板对压力传感器加压。

本发明专用检具的标定方法实施例：

当制作一台30t电子吊秤专用检具，常用检测3t、5t、10t、20t、30t电子吊秤或称重传感器，按国家标准其必测点为20e、500e、2000e、1/2max、4/5max、max，则标定点为0、20kg、40kg、100kg、200kg、300kg、500kg、1t、1.5t、2t、2.4t、2.5t、3t、4t、5t、8t、10t、15t、16t、20t、24t、30t共22个点。

首先在专用检具制造过程中对称重传感器12进行筛选，使所有传感器性能相近且重复性误差小于0.01％。

将上述22个点作为本发明方法的系列标准值预定点，当使用定点一次加载修正标定方法时，在上述22个点分别按预定标准载荷加载后，操作仪表中同时对应输入该点所加载荷的真实值对该点进行补偿标定，直到22个点一一修正完毕；当使用定点标准偏差值修正标定方法时，在上述22个点分别重复多次加载测量，其重复次数按最低要求十次计算，利用概率计算该点标准偏差值δ_x。即 ${\mathrm{\δ}}_x=\sqrt{\underset{i=1}{\overset{10}{\mathrm{\Σ}}}{(X_i-\stackrel{-}{X})}^2/(10-1)}=\sqrt{\underset{i=1}{\overset{10}{\mathrm{\Σ}}}{(X_i-\stackrel{-}{X})}^2}/3$

同时，在操作仪表中对应输入该点所加载荷的真实值，用标准偏差值δ_x修正后对该点进行补偿标定，直到22个点一一修正完毕。

本发明专用检具的相关用途实施例：

使用时，将被测产品(电子吊称或拉力传感器)放在上夹具7和下夹具16之间，用手轮5将上夹具7定到适当位置后，启动操作仪表8，可控电机9经摆线针轮减速器10带动螺杆14旋转，使螺母15向下运动并带动下夹具16、被测产品、上夹具7、调整螺杆4及机架2向下，机架2压力通过承重台13施加到称重传感器12组成的传感器组上，传感器12装在底座11上，从而形成力的封闭环。由于作用力与反作用力相等，将机架等重量通过操作仪表8置零的同时，将被测产品显示力值置零，其加卸荷值即可从操作仪表8上准确显现出来。

检测电子吊称旋转性能时，只要使螺母15随螺杆14同步旋转，即可检测电子吊称90°×4正反向旋转性能。

当检测压力传感器时，被测产品放在辅助平铁3上，通过下夹具16及专用压板对压力传感器加压，其作用力经辅助平铁3传递到机架2并作用到承重台13上，同理形成力的封闭环并可在操作仪表8上显现出来。

Claims (10)

1、一种电子吊秤专用检具，由机体、机架、称重传感器、动力机构、加压机构及操作仪表组成，其特征是：由若干称重传感器组成传感器组。

2、如权利要求1所述的专用检具，其特征是：机体由底座与承重台组成，传感器组在底座与承重台之间。

3、如权利要求1或2所述的专用检具，其特征是：动力机构由可控电机与摆线针轮减速器组成，对由螺杆和螺母组成的加压机构自动控制。

4、如权利要求1或2所述的专用检具，其特征是：在机架横梁上有调整螺杆、手轮、夹具组成夹持机构，该夹持机构可以在机架横梁孔内作360°回转。

5、如权利要求3所述的专用检具，其特征是：在机架横梁上有调整螺杆、手轮、夹具组成夹持机构，该夹持机构可以在机架横梁孔内作360°回转。

6、一种电子吊秤专用检具标定方法，是利用称重传感器重复性误差小的特点，特选重复性误差小的传感器，采用定点修正标定方法对专用检具进行系列标准值修正补偿标定，其特征是：在预定点加标准载荷后，操作仪表中同时输入所加载荷相关值进行补偿标定。

7、如权利要求6所述的专用检具标定方法，其特征是：其预定点是按被测产品国家标准必测点的系列标准值。

8、按权利要求6或7所述的专用检具标定方法，其特征是：依次在预定点加标准载荷后，操作仪表中同时输入所加载荷真实值对该点进行补偿标定。

9、按权利要求6或7所述的专用检具标定方法，其特征是：依次在预定点重复多次加载测量，利用概率计算出标准偏差值后，在操作仪表中输入所加载荷真实值用标准偏差值修正后对该点进行补偿标定，其标准偏差值为 $\mathrm{\δ}=\sqrt{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{(X_i-\stackrel{-}{X})}^2/(n-1)}$

10、一种电子吊秤专用检具的相关用途，其特征是：可以按国家标准检定电子吊秤外，还可更换夹具、专用压板或辅助平铁后，按国家标准检定称重传感器。

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