計(jì)量檢定電子秤的誤差及改進(jìn)措施探究

顧濱

摘 ? 要：電子秤是生產(chǎn)生活中常用的衡器，可有效測(cè)定物品的質(zhì)量。電子秤的計(jì)量原理是通過測(cè)定物品形變產(chǎn)生的力進(jìn)而確定物品的質(zhì)量。電子秤誤差來源包括鑒別力誤差、重復(fù)性誤差、檢測(cè)環(huán)境形成的誤差、四角偏載誤差、計(jì)量檢定誤差、重力加速度引起的誤差等。解決計(jì)量檢定電子秤誤差的方法包括提高傳感器質(zhì)量、加強(qiáng)對(duì)檢定器具的檢測(cè)、對(duì)偏載誤差和重力加速度引起的誤差進(jìn)行必要的調(diào)整改進(jìn)。

關(guān)鍵詞：電子秤 ?計(jì)量檢定 ?誤差

中圖分類號(hào)：TH715.193 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2019）11（b）-0082-02

近年來隨著生活水平的不斷提高，越來越多的消費(fèi)者開始注重自身的合法權(quán)益，在購物過程中，對(duì)物品質(zhì)量檢定十分關(guān)注。電子秤是計(jì)量物品質(zhì)量的重要器具，其出現(xiàn)誤差是十分普遍的現(xiàn)象。電子秤誤差的存在不僅會(huì)影響對(duì)物品計(jì)量的準(zhǔn)確性，同時(shí)也會(huì)對(duì)消費(fèi)者合法權(quán)益產(chǎn)生不利的影響。因此，必須加強(qiáng)對(duì)電子秤誤差的計(jì)量檢定，并制定相應(yīng)的改進(jìn)措施，在維護(hù)市場(chǎng)秩序的同時(shí)也保護(hù)消費(fèi)者的合法權(quán)益。

1 ?電子秤工作原理

地球上的任何物品均有質(zhì)量，因而也存在重力，物品在重力的作用下會(huì)發(fā)生相應(yīng)的形變。電子秤的計(jì)量原理是通過測(cè)定物品形變產(chǎn)生的力進(jìn)而確定物品的質(zhì)量。使用電子秤計(jì)量物品質(zhì)量時(shí)，將物品放在稱重臺(tái)上，物品因重力作用所產(chǎn)生的形變信號(hào)會(huì)傳遞給稱重傳感器，傳感器在重力作用下發(fā)生相應(yīng)的彈性形變，并在一定范圍內(nèi)輸出與物品的質(zhì)量成比例的電壓信號(hào)，這種信號(hào)經(jīng)光電轉(zhuǎn)換并被放大，最后輸出數(shù)字信號(hào)在稱重顯示器上顯示相關(guān)的數(shù)值，最終得到有效稱重。

2 電子秤的誤差來源

2.1 鑒別力誤差

鑒別力可反映出電子秤對(duì)載荷微小變化的反應(yīng)水平。鑒別力計(jì)量測(cè)試可有效檢驗(yàn)秤體結(jié)構(gòu)的連接和摩擦情況，而這些摩擦和應(yīng)力就是鑒別力誤差的主要來源。鑒別力主要反映出微小的變化，因此稱重儀表和稱重傳感器的分辨力對(duì)鑒別力誤差也會(huì)產(chǎn)生較大的影響。

2.2 重復(fù)性誤差

重復(fù)性誤差是指在相同環(huán)境及相同負(fù)荷情況下，連續(xù)多次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)所得稱重傳感器輸出的讀數(shù)之間的差異值。重復(fù)性誤差除了由電子秤本身元器件所形成外，還與稱重時(shí)的風(fēng)力、重力場(chǎng)、溫濕度等環(huán)境因素密切相關(guān)。

2.3 檢測(cè)環(huán)境所形成的誤差

電子秤在計(jì)量檢定的環(huán)境中，如溫濕度、陽光是否直射等均是造成檢測(cè)數(shù)據(jù)誤差的重要因素。例如相同的電子秤在一年四季中對(duì)相同物品進(jìn)行檢定均會(huì)得到不同的計(jì)量數(shù)據(jù)。這種微小的誤差具有一定的規(guī)律，需要計(jì)量檢定人員在工作中不斷探索并加以修正，這樣才能提高計(jì)量檢定數(shù)據(jù)的客觀性與可靠性。

2.4 計(jì)量檢定誤差

計(jì)量檢定誤差主要由傳感器稱重的非線性變化引起。電子秤的稱重傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為精密，極易受到外部環(huán)境的各種因素的影響，如外部的溫差、灰塵以及其他物品的沖擊力等，進(jìn)而使得稱重傳感器所承受的負(fù)載能力與相對(duì)應(yīng)的電壓輸出值之間的線性關(guān)系轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷€性關(guān)系，進(jìn)而影響電子秤稱重傳感器的計(jì)量的準(zhǔn)確性。稱重臺(tái)擦靠也會(huì)引起計(jì)量檢定誤差。擦靠是指稱重物體的重量并沒有完全傳遞到電子秤的傳感器上，這樣導(dǎo)致輸出的信號(hào)值變小，進(jìn)而形成誤差。稱重臺(tái)擦靠會(huì)導(dǎo)致所測(cè)定的物品的質(zhì)量比實(shí)際值偏小，原因在于一部分物體質(zhì)量被擦靠物體所分散，對(duì)于質(zhì)量越大的物品，這種檢定值的偏差就越明顯。

2.5 四角偏載誤差

電子秤傳感器的靈敏度出現(xiàn)偏差也會(huì)引起四角偏載誤差。一般而言，物品放在托盤中的任何位置上均不會(huì)對(duì)測(cè)定結(jié)果產(chǎn)生影響，然而由于一些電子材料不同，如傳感器彈性、電阻工藝存在偏差，導(dǎo)致生產(chǎn)出的傳感器所對(duì)應(yīng)的激勵(lì)電壓的穩(wěn)定性較差，電壓無法穩(wěn)定，這樣會(huì)導(dǎo)致傳感器上面所輸出的信號(hào)發(fā)生差異，進(jìn)而形成四角偏載誤差。目前一些生產(chǎn)電子秤的企業(yè)會(huì)在傳感器的分路用多個(gè)電位器連接起來以此降低四角偏載誤差，對(duì)這些電位器的電阻進(jìn)行調(diào)節(jié)，就可確保分路輸出信號(hào)的穩(wěn)定性，進(jìn)而減少四角偏載誤差。

2.6 重力加速度引起的誤差

重力加速度也會(huì)影響電子秤的計(jì)量準(zhǔn)確性。稱重分為利用力的動(dòng)力效應(yīng)稱重和利用力的靜力效應(yīng)稱重。電子秤稱重主要是利用靜力場(chǎng)效應(yīng)，即利用物品在重力作用下發(fā)生形變的力的大小測(cè)定物品的質(zhì)量。電子秤采用重力進(jìn)行標(biāo)定，顯示的結(jié)果為重量，如果各地重力加速度有所不同，則最后稱重的結(jié)果會(huì)有較大的差異。

3 ?計(jì)量檢定電子秤誤差的優(yōu)化改進(jìn)措施

3.1 提高傳感器的質(zhì)量

傳感器質(zhì)量不過關(guān)必然會(huì)引起計(jì)量檢定電子秤的誤差，因此必須提高傳感器的質(zhì)量。第一，傳感器要滿足電子秤所屬的機(jī)械傳力和構(gòu)造傳力的特性，同時(shí)還要與市場(chǎng)上主流傳感器的參數(shù)保持一致，這樣一旦傳感器質(zhì)量不合格，可及時(shí)更換。第二，要確保電子秤激勵(lì)電壓的穩(wěn)定性。傳感器傳力構(gòu)造的核心在于傳感器自身負(fù)荷必須與被測(cè)定物品的重量呈正比，只有確保這一關(guān)鍵點(diǎn)，才能有效降低電子秤的誤差。

3.2 加強(qiáng)對(duì)檢定器具的監(jiān)測(cè)

檢驗(yàn)部門嚴(yán)格執(zhí)法是降低電子秤誤差的重要措施之一。首先要將所有需要計(jì)量檢定的電子秤定期送至指定部門進(jìn)行檢定和維修，這樣才能從根本上保證計(jì)量器具的準(zhǔn)確性和客觀性。對(duì)于不合格的計(jì)量器具，則需要嚴(yán)格回收處理，并杜絕再次使用。如果砝碼老化或磨損嚴(yán)重，則需要根據(jù)計(jì)量檢定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及時(shí)銷毀并更換新的標(biāo)準(zhǔn)器具，這樣才能保證電子秤誤差被消除，進(jìn)而保證測(cè)量值的穩(wěn)定，讓測(cè)量結(jié)果更為可靠。

3.3 偏載誤差調(diào)整

要調(diào)整偏差誤差，就要對(duì)電子秤進(jìn)行定期檢定，選取角差調(diào)整程序進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整。選取合理的壓角方式，在所有承重點(diǎn)傳感器位置充分了解數(shù)據(jù)，并設(shè)定相關(guān)參數(shù)，按照儀表的相關(guān)提示，設(shè)定恒定物調(diào)整壓角，這樣才能有效對(duì)偏載誤差進(jìn)行調(diào)整。

3.4 重力加速度引起的誤差改進(jìn)措施

重力加速度對(duì)稱量結(jié)果的影響的改進(jìn)措施有：（1）電子秤本身設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行重力不暢，如一些廠家生產(chǎn)的ACS系列電子秤可直接輸入使用地的重力加速度，由單片機(jī)自動(dòng)處理后進(jìn)行異地校準(zhǔn)。（2）利用電子秤本身設(shè)置的一組二進(jìn)數(shù)的開關(guān)，通過改變開關(guān)的狀態(tài)改變相應(yīng)的放大倍數(shù)，對(duì)重力加速度引起的誤差進(jìn)行修正調(diào)整，也可利用電位器進(jìn)行調(diào)整。（3）生產(chǎn)電子秤的廠家可根據(jù)電子秤使用地與本地的重力加速度差值進(jìn)行折算，然后再進(jìn)行調(diào)整。（4）利用自動(dòng)標(biāo)定法進(jìn)行調(diào)整。電子秤運(yùn)到使用地之后，可在電子秤上放置標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量的砝碼，輸入到操作系統(tǒng)中，經(jīng)未處理獲得砝碼的標(biāo)稱值，這樣就可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)標(biāo)定。

4 ?結(jié)語

計(jì)量檢定與人們的生產(chǎn)生活密切相關(guān)。減少電子秤在計(jì)量檢定中的誤差值對(duì)于保障消費(fèi)者合法權(quán)益，維護(hù)市場(chǎng)秩序具有重要意義。電子秤是人們?nèi)粘Ｉ畈豢苫蛉钡闹匾?jì)量工具，因此對(duì)電子秤進(jìn)行計(jì)量檢定時(shí)，必須充分了解電子秤的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，了解電子秤的工作原理，并掌握電子秤的各種計(jì)量誤差來源及成因，然后才能結(jié)合所學(xué)專業(yè)知識(shí)制定相應(yīng)的誤差改進(jìn)措施，在提高電子秤計(jì)量準(zhǔn)確度的同時(shí)，也盡可能保障消費(fèi)者的合法權(quán)益。

參考文獻(xiàn)

[1] 盛黎峰.基于計(jì)量檢定電子秤的誤差及改進(jìn)措施分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用， 2015（25）：289.

[2] 梁冬.電子稱計(jì)量誤差分析與控制[J].軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品，2017（4）：78-79.

[3] 于穎.試論電子秤的誤差分析及減少誤差的方法[J].計(jì)量與測(cè)試技術(shù)，2013，40（12）：61.

[4] 蘇紅艷.計(jì)量檢定電子秤的誤差及改進(jìn)措施探究[J].科技與創(chuàng)新，2018（2）：134.

[5] 崇立，吳景遠(yuǎn).計(jì)量檢定電子秤誤差及改進(jìn)對(duì)策研究[J].南方農(nóng)機(jī)，2017（22）：57.