上海偉酷淺析杠桿式電子臺秤系統(tǒng)誤差的消除方法 機械杠桿式臺秤由于經(jīng)常移動或粗暴使用，機械部件因此容易產(chǎn)生變形、磨損等，磨損和變形會使示值發(fā)生變化，秤就失去原有的準(zhǔn)確度，所以要進行周期檢定和調(diào)修。今天上海偉酷以我公司TGT-500型電子臺秤為例，論述如何消除系統(tǒng)誤差方法，希望看完對您有所幫助。 隨著科學(xué)技術(shù)日新月異的進步，電子稱重衡器得以飛速發(fā)展。雖然機械杠桿式臺秤將逐步被電子秤取代，但目前不論在生產(chǎn)領(lǐng)域還是流通領(lǐng)域都仍有使用，只要它還存在，計量行政部門就要對它實行監(jiān)督、檢定。對不準(zhǔn)確、不合格的秤仍要進行調(diào)修，因此，對機械杠桿式臺秤的調(diào)修技術(shù)的探討，仍然有其現(xiàn)實意義。 機械杠桿式臺秤由于經(jīng)常移動或粗暴使用，機械部件因此容易產(chǎn)生變形、磨損等，磨損和變形會使示值發(fā)生變化，秤就失去原有的準(zhǔn)確度，所以要進行周期檢定和調(diào)修。 現(xiàn)以TGT-500型臺秤為例，論述如何消除系統(tǒng)誤差。臺秤的系統(tǒng)誤差歸納起來有三種形式：*種形式是由于杠桿系統(tǒng)臂比不正確而引起的誤差，這種誤差的表現(xiàn)是線性增長。稱量越大誤差越大，稱量小誤差就小。第二種形式是由增砣的質(zhì)量失準(zhǔn)而引起的誤差，它是一個由增砣的質(zhì)量誤差的大小來決定稱量誤差大小的關(guān)系。因此說，一旦用了某一有誤差的增砣來進行稱量，那么由于這個增砣本身的誤差而產(chǎn)生的稱量誤差就是一個恒定的誤差；第三種形式是由游砣質(zhì)量失準(zhǔn)而引起的誤差，稱量誤差的大小由游砣本身誤差大小和稱重時游砣在標(biāo)尺上移動的距離來決定。當(dāng)游砣移動到標(biāo)尺末分度時，誤差zui大，當(dāng)游砣在零分度時未能觀察到誤差，這是由于空秤時，秤已調(diào)平衡的緣故。 一、*種系統(tǒng)誤差（臂比誤差）的消除 設(shè)：承重杠桿系統(tǒng)臂比為K 計量杠桿如圖1所示：
圖1 式中：W0 ――臺板和承重杠桿系統(tǒng)的質(zhì)量縮比到計量標(biāo)尺重點刀上的力。 P0――增砣盤掛鉤的質(zhì)量加到計量標(biāo)尺力點刀上的力。 G――游砣的質(zhì)量加到計量標(biāo)尺零點上的力。 稱量時如果游砣處于零點，秤的平衡方程式： （W0+W）?K?a=（P0+P）?B+G?OC（2） （2）式-（1）式，得：W?K?a=P?b 令：N=a/b（即計量杠桿臂比） M=K?N（即秤的總臂比） 則：P=W?M（3） 式中：P――標(biāo)準(zhǔn)增砣 W――標(biāo)準(zhǔn)砝碼 設(shè)：M′為不正確的臂比，令M′=1/ n′，則n′=1/ M′ ∵n′-n=？△n（4） 令△n=1/ M′-1/M=1/M△ ∵P=W?M ∴W=PM=p?n =P（n′-△n）=P?n′-P?△n 或者W=P/M′-P/M△（5） 可見，1/ M′-1/M△就是臂比系統(tǒng)誤差。是由于衡器的杠桿系統(tǒng)的臂比發(fā)生了變化而引起的示值誤差。它的大小與稱量大小有關(guān)，隨著稱量多少而增減。 消除的辦法：前提是首先將秤的四角誤差調(diào)整一致。然后調(diào)整長杠桿的力點刀。正誤差縮短長杠桿的支力距，負(fù)誤差增長長杠桿的支力距。 檢查發(fā)現(xiàn)臂比系統(tǒng)誤差的方法是，檢定衡器四角誤差以后，依次增加砝碼，觀察計量標(biāo)尺示值誤差是否成比例增加。若示值誤差按比例增加或大致按比例增加，就說明有臂比誤差，若不成比例增加，且誤差有懸殊，則有可能還有變動性誤差存在。 臂比誤差的調(diào)修量。 衡器杠桿系統(tǒng)臂比有誤差，當(dāng)把標(biāo)準(zhǔn)砝碼W放在臺板上，標(biāo)準(zhǔn)增砣P置于增托盤上。由于杠桿系統(tǒng)存在臂比誤差，這時要在臺板上增加（或取下）一個小砝碼X后，秤處于平衡，此時平衡方程式為： W±X=PM′（6） （5）式代入（6）式，得：X=P/M△（7） 這里（7）式還并不是一個理想的誤差公式。是不是它在空秤時就不存在臂比誤差呢？其實某一臺秤的臂比存在誤差，不論它在空秤或重秤時，始終都存在誤差，不過空秤時由臂比誤差引起的示值誤差，在調(diào)空秤平衡時，已經(jīng)被平衡調(diào)整砣調(diào)整掉了，所以空秤時就顯示不出來，因而就容易產(chǎn)生一種錯覺，認(rèn)為空秤時不存在臂比誤差。實際在空秤時，臂比誤差已是客觀存在，只不過在檢定前并不知道大小。在檢定中，隨著稱量的增加，示值誤差也按一定比例增加，誤差大了，就顯示出來了。 我們知道，在一臺臂比*正確的秤上，稱量時如果只需增加增砣，將游砣處于標(biāo)尺零點位置，這時，平衡方程式有： （W0+W）?K?a=（P0+P）?B+G?OC 整理得：W0+W=（PO+P）b/M+G?OCM 或者：WO+W=（PO+P）.N+G?OC?n/b（8） 如果再稱量時，不但需加增砣，還需將游砣移于標(biāo)尺末分度位置，這時平衡式有： （WO+W）*k*A=（p0+p）*B+G*OD 整理得：WO+W=(PO+P)/M+G..OD/M 或者WO+W=(PO+P).N+G..OD.N/B (9) 在一臺臂比不正確的秤上稱量時，如果只需加增坨，將游砣處于標(biāo)尺零點位置，這時平衡時有： （WO+W+X）. K′.a′=(PO+P).b′+G.OC 整理得：WO+W+X=(PO+P)/M′+G.OC/M′.b′ 或者WO+W+X=(PO+P).N′+G.OC.N′/b′ (10) 如果稱重時不但需加增砣，還需將游砣移于標(biāo)尺末分度位置，這時平衡式有： （WO+W+X）.K′.a′=(PO+P).b′+G.OD 整理得：WO+W+X=(PO+P)/M′+G.OD/M′.b′ 或者：WO+W+X=(PO+P).n′+G.OD.N′/b′ (11) (10)式-（8）式： X=(PO+P).△n+G.OC(n′/b′-n/b) ∵b′≈b ∴X≈(PO+P).(PO+P).△n+G.OC.△n/b 因為G.OC.△n/b一項差值甚微，可以忽略不計，所以有： ∴X≈PO.△n+P.△n (12) (12)式為只加增砣，而游砣處于零點時的誤差調(diào)整量。 又（11）式-（9）式 X=(PO+P).△n+G.OD(n′/b′-n/b) 同上：∵b′≈b ∴X≈(PO+P).△n+G.OD.△n/b (13) 已知：OD=OC+CD,而G.OD.△n/b一項可以忽略，所以： X≈(PO+P).△n+G.CD.△n/b ≈PO.△n+P.△n+G.L.△n/b (14) (14)式為加增砣和又移動游砣時誤差調(diào)整量，式中G.L.△n/b一項為移動游砣時增砣補充調(diào)整量。 從（12），（14）可以看出，PO.△n和G.L.△n/b對于某一臺秤來說它們是常數(shù)，而增砣P卻隨著稱量W的不同而不同，它是一個變量，這就說明臂比問題引起的示值誤差與稱量成正比，同時也說明空秤時由臂比問題引起的誤差其大小為：PO.△n. 現(xiàn)用幾何圖直觀地反映上面推導(dǎo)出來的誤差調(diào)整量，如圖2所示。
橫軸表示稱量，縱軸表示由臂比而引起的示值誤差，從圖中看出，去掉稱重系統(tǒng)自重時，沒有示值誤差，當(dāng)承重系統(tǒng)WO空秤時，秤的誤差為CD,當(dāng)加上載荷為WO+W,此時誤差為AB,AE為測定的誤差，AB為實際的誤差，也即理想的調(diào)整量。 AB=OB.AE/CE OB為承重系統(tǒng)質(zhì)量加上載荷質(zhì)量OB=WO+W AE為加上載荷測定出來的誤差，則AE=△ CE為臺板上所加載荷質(zhì)量W(承重系統(tǒng)質(zhì)量與載荷質(zhì)量的和減去承重質(zhì)量，即CE=WO+W-WO=W) AB為理想的調(diào)整量，并令A(yù)B=X 則有：X=OB/CE.AE=WO+W/W.△ (15) (15)式中WO+W/W秤的誤差常數(shù)，對于某一臺秤來說它是不變的。秤的承重系統(tǒng)質(zhì)量WO可以這樣求出：（1）在一臺準(zhǔn)確的秤上稱出被檢秤的增托盤掛鉤質(zhì)量PO;(2)得出被檢增托盤的實際重量后，用（1）式計算出： WO=PO/M+G.OC/W.b=PO.n+G.OC.n/b 式中：WO≈PO.n≈PO.n′ 這樣秤的誤差常數(shù)就可以確定了。 例一臺TGT-500型臺秤，滿稱量時誤差為+5kg,已知這臺秤的增托盤為0.5kg,求這臺秤的理想調(diào)整量。 解：若WO按WO≈PO.n計算 WO=0.5*100=50kg 理想調(diào)整量X=50+500/500*5=5.5kg 不卸載砝碼，在滿稱量時要調(diào)整至（5-5.5）=-0.5kg時，秤就能一次性調(diào)整好。 二、由增砣誤差而產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差的調(diào)修 如果設(shè)增砣P′有誤差，則有P′-P=△P 由（3）式得出：P=W.M=P′-△P W=（P′-△P）/M=P′/M-△P/M 那么P′-△P就是由于增砣誤差引起的系統(tǒng)誤差，檢查增砣誤差的方法，除了在天平上稱量增砣發(fā)現(xiàn)誤差之外，一般在電子臺秤上檢查，檢查電子臺秤時，首先需要用標(biāo)準(zhǔn)的增砣進行檢定，在檢定電子臺秤各項計量指標(biāo)合格以后，取下標(biāo)準(zhǔn)增砣，替換成被檢增砣，就能發(fā)現(xiàn)被檢增砣的誤差，將就在秤上將增砣加減鉛塊使之與標(biāo)準(zhǔn)增砣的重量一致，然后將其放入增砣調(diào)整孔中搗實即可。 注意：檢定增砣必須在檢定電子臺秤合格后進行，必須用標(biāo)準(zhǔn)增砣來檢定電子臺秤，而不能將就用被檢電子臺秤自帶的增砣來檢定被檢電子臺秤。 三、游砣誤差的檢查與消除 如果電子臺秤的杠桿系統(tǒng)總臂正確，而游砣質(zhì)量不正確，那么其誤差就會隨著稱量在零到25公斤范圍內(nèi)大小而改變。越接近標(biāo)尺zui大稱量時誤差就越大，反之，越靠近零點時誤差就越小。 這種誤差遵循25公斤范圍內(nèi)線性規(guī)律變化，因而也成為線性誤差，它屬于系統(tǒng)誤差中的變值誤差的一類。 游砣誤差的分析 已知（1）式為空秤時的平衡式，當(dāng)臺板上加載砝碼W,增托盤上加載相應(yīng)增砣P,并將游砣移到標(biāo)尺末分度處，秤處于平衡，這時有： （WO+W）.K.a=(PO+P).b+G.OD (16) (16)式-（1）式： W.K.a=P.b+G.CD=P.b+G.L 整理得：W.M=P+G.L/b (17) 如果W,M,P,b正確，令G為正確的游標(biāo)質(zhì)量，G′為不正確的游標(biāo)實際質(zhì)量，L為正確示值，L′為使用不正確游砣的實際示值。 當(dāng)使用不正確游砣時，則（17）式變?yōu)椋?/span> W.M=P+G′.L′/b (18) 可見：G′.L′=G.L (19) 令L′-L=△L △L為示值誤差 則（18）式為：（W.M-P）.b=G′.(L+△L) (20) 注意上述中：如果L,L′和△L為直接在標(biāo)尺上讀取數(shù)值的話，b就不能采用理論參數(shù)和單位，要用b=G.L/W.M-P=X進行實際計算。如果b采用理論參數(shù)，則L,L′和△L都必須采用參數(shù)單位。這一點必須加以說明，否則容易產(chǎn)生錯誤。 以上內(nèi)容來自上海偉酷電子臺秤有限公司，轉(zhuǎn)載請注明出處。 |
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