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      電子天平和電子秤差異研究

      2021-01-10 11:52:15張秋玲
      科技信息·學術版 2021年7期
      關鍵詞:電子天平不確定度測量誤差

      張秋玲

      摘要:隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,我國的工業(yè)化進程有了很大進展,對電子天平和電子秤的應用越來越廣泛。電子天平和電子秤在社會上的應用愈發(fā)廣泛,已成為重要的衡器。電子天平和電子秤在使用范圍、使用精度等方面有較大的不同。基于此,本文首先對電子天平和電子秤進行論述,其次探討了電子天平與電子秤區(qū)分的現(xiàn)狀,最后研究了電子天平和電子秤使用中的注意事項,以供參考。

      關鍵詞:電子天平;不確定度;測量誤差

      引言

      電子天平作為日常重要的計量器具,廣泛應用于醫(yī)藥、化學、機械、航空、汽車、石油等各行各業(yè)中。電子天平是通過作用于物體上的重力來確定該物體的質(zhì)量,并采用數(shù)字指示輸出結(jié)果的計量器具,主要用于砝碼質(zhì)量量值傳遞、物體質(zhì)量測量、體積測量及磁性測量等。在對電子天平進行檢定、校準時和能力驗證時,都需考慮不同因素引入的不確定度參量,來保證電子天平測量、量值溯源及量值傳遞的準確性,因此電子天平測量結(jié)果不確定度的評定是非常重要的。

      1電子天平

      電子天平主要是利用電磁力平衡重力的原理制成的。根據(jù)相關研究發(fā)現(xiàn),應變片傳感器是整個電子天平測量結(jié)構(gòu)的重要組成部分,應變片的電阻對測量數(shù)據(jù)有重要影響。電子天平空載時,各電阻值應保持相同的數(shù)據(jù),只有這樣才能保證整個電路上電后,不同區(qū)域電壓傳輸?shù)椒糯笃骱蟮臄?shù)據(jù)為零。當秤處于負載狀態(tài)時,應變儀會被秤上的材料拉伸,導致電阻發(fā)生相應的變化。這個電壓最終會顯示在放大器上,它的數(shù)據(jù)應該是秤上負載的重量。但是,電子天平也有其不足之處,這種測量工具一般只在實驗室使用,且整體上的使用范圍并不廣泛。然而,隨著測量技術的不斷發(fā)展,電子天平測量已經(jīng)走出實驗室,深入應用到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。為了進一步推動電子天平技術的發(fā)展,國家制定了相關的法律法規(guī)。

      2電子秤

      電子秤是一種非標衡器。由于受生產(chǎn)制作工藝和稱重傳感器使用性能的影響,電子秤的準確度通常不是太高,一般在1%~0.5%左右,電子秤適用于工廠企業(yè)內(nèi)部結(jié)算或生產(chǎn)工藝控制的稱重計量。在上設計安裝電子秤,具有較多優(yōu)點:(1)能在吊裝運行作業(yè)過程中進行稱量,不需另外占用稱量作業(yè)時間和空間;可實現(xiàn)貨物直接交付,加速進倉盤貨,節(jié)省工作時間。(2)配上稱重顯示儀表,可與計算機聯(lián)網(wǎng),實現(xiàn)作業(yè)過程控制。因此,電子秤在冶金企業(yè)、碼頭、儲運倉庫等行業(yè)得到廣泛應用。

      3電子天平與電子秤區(qū)分的現(xiàn)狀

      1)按使用方式區(qū)分,得出的結(jié)果是“質(zhì)量”的就是天平,而只是稱出“重量”的就是秤;2)按傳感器的結(jié)構(gòu)不同,采用電磁平衡傳感器的是電子天平,電子秤一般采用應變傳感器;3)按檢定規(guī)程要求。由于國內(nèi)主管兩者的技術委員會不一致,所以電子秤和電子天平有兩個檢定規(guī)程,但實際上兩者的驗證方法基本相同。檢定規(guī)程之間的不一致是因為電子天平的要求精度更高一些,所以,檢定的環(huán)境要求也相對較嚴格,比電子秤更精準穩(wěn)定。電子天平在檢定前一般需要先啟動預熱一段時間,而電子秤則不需要。另一個區(qū)別是,由于一位數(shù)顯示除法的擴展,電子天平在檢定和測試時不需要使用額外的小砝碼來感知具體誤差,比電子秤的檢定要方便得多。電子天平和電子秤之間存在檢定分度值(e)、檢定分度數(shù)(n)以及最小稱量(Min)的不同也導致其檢定方法存在一定的差異。比如在標準砝碼的選擇上,電子天平檢定所選的標準砝碼一般在三級以上,而電子秤檢定采用的標準砝碼精度一般在五級以上。;4)看生產(chǎn)銘牌,銘牌上標明的是什么就是什么;5)電子天平都自帶有內(nèi)校功能,電子秤則沒有;6)電子天平的準確度高于電子秤。電子天平的準確度應該高于電子秤,然而就目前看,部分電子天平與電子秤的區(qū)分界限是模糊的,而正是這種模糊,才造就了如此認識上的差異。7)兩者之間的檢定精度和秤量不同。電子天平注重高精度和小規(guī)模(小秤量),電子秤側(cè)重于低精度和大規(guī)模(大秤量)。雖然電子天平的精度等級分為Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ四個等級,但目前常用的電子天平主要是Ⅰ,Ⅱ兩個等級,電子秤只分為Ⅲ,Ⅳ兩個等級。

      4電子天平和電子秤使用中的注意事項

      4.1做好稱量之前的設備處理

      電子天平需要待整體器具穩(wěn)定后稱量,這是要保障整體的磁鋼和磁通量保持固定的熱平衡指數(shù),這樣才能有效讀取數(shù)據(jù),并切實保障整體稱量的穩(wěn)定和可靠。為了保障其穩(wěn)定性,需要在稱量完物體之后,先將器具進行歸零處理,然后才能進行其他物體的稱量。

      4.2測量過程

      使用符合國家檢定規(guī)程JJG99-2006《砝碼》的標準砝碼通過直接測量法測量出天平的示值,通過測量可以得出天平實際測量值與標準砝碼約定真值之差,作為天平的示值誤差。

      4.3電子秤安裝模式的選擇

      電子稱量裝置,需要與的起吊設施結(jié)合配套安裝。因此,電子秤,具有多種安裝結(jié)構(gòu)模式。(天車)的結(jié)構(gòu)型式也多種多樣,使用環(huán)境和維護條件也各不相同。所以,電子秤的安裝改造,應根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)與不同的現(xiàn)場使用條件,選用不同的稱重方案安裝電子秤。

      4.4溫度不穩(wěn)定性及振動等引起的示值不確定度

      在校準或檢定的測量過程中,測量環(huán)境是需確認的第一要素,對環(huán)境的溫濕度要求按照國家檢定規(guī)程 JJG1036-2008《電子天平》要求來執(zhí)行,需對現(xiàn)場的環(huán)境評估確認后才能開始測量工作,環(huán)境溫度的控制、周圍振動等影響在可控的范圍內(nèi),因此,溫度不穩(wěn)定性及振動等引起的不確定度對測量結(jié)果影響極小,在此予以忽略。

      結(jié)語

      綜上所述,隨著電子技術的不斷提高,電子天平和電子秤的應用范圍在逐年擴大,而使用范圍和使用精度不同,也令其用途各有不同。目前已經(jīng)有利用現(xiàn)代傳感器技術進行數(shù)據(jù)采集的高科技電子秤,能結(jié)合電子技術和微機技術,實現(xiàn)對目標物體的快速稱重管理。經(jīng)過多年的發(fā)展,電子天平和電子秤已經(jīng)形成了較為豐富和立體的類型體系,逐漸適用于多領域的稱重作業(yè),加強整體的技術研究,并提高稱量的精度,是未來電子衡器的發(fā)展方向。

      參考文獻:

      [1]黃山松.物體磁性對電子天平檢測和分析造成的影響探究[J].科技創(chuàng)新與應用,2016(11):294.

      [2]姚凌萍.電子衡器的選擇和使用中應注意的問題[J].衡器,2014(12):23-24.

      [3]余慎.簡述電子天平的校驗與質(zhì)量控制的關系[J].大眾科技,2012(10):85-86.

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