例如:一台典型的称重指示器对称重传感器提供的激励电源为12V,其测量范围为24mV。如果称重指示器规定的分度数为6000e,μV/e为:24mV/6000e = 4μV/e。
b) 静态温度测试及湿热稳态测试期间,在同样的设定条件下测量温度对增益的影响。 c) 当称重指示器设置为规定的最小静载荷,并使其具有最小的μV/e。假设此值为1μV/e,这就意味着仅使用输入范围的25%。
d) 此时应使用接近0mV和6mV的输入电压对指示器进行测试。在20℃、40℃、-10℃、5℃及20℃时记录两个输入电压下的示值。20℃时,输入6mV时指示器的示值(已对0mV时的示值进行修正)与其他温度下的修正示值的差值都绘入图表中。得到的点按 a)及 b)确定的相同形状曲线与零点连接,绘出的曲线应在6000e对应的允许误差包络线中。
e) 此测试期间,温度对空载示值的影响也应一并测量,以检查其影响是否小于pi×e/5℃。
f) 如果称重指示器满足上述要求,它也就满足了3.9.2.1条规定温度范围、3.9.2.2条特殊温度范围、3.9.2.3条温度对空载示值的影响的要求,且满足静态温度测试及湿热稳态测试的要求。
③ 新增激励电压补偿功能的试验(六线制) 当采用四线制时,不允许电缆线加长,也不允许使用附加电缆将接线盒与指示器相连接。 采用六线制时,指示器具有补偿输入,使指示器能够对电缆加长或温度变化引起电缆电阻变化导致的称重传感器激励电压变化进行补偿。
由于指示器补偿输入端的输入电阻有限,对称重传感器激励电压的补偿也是有限的。这使得因温度变化引起的电缆电阻变化可能引起量程明显漂移。所以必须做如下试验:
最严酷测试条件
称重传感器激励电压的最大值、允许接入称重传感器的最大数量(可以是模拟的);和 最大电缆长度(可以是模拟的)
通过在激励线上外接一个欧姆级分流电阻器模拟称重传感器的最大数量,该电阻与称重传感器模拟器或称重传感器并联。
可以通过在所有六条线上接入可调的欧姆级电阻器模拟最大的电缆长度。电阻器可以设置为最大电缆电阻,即最大电缆长度(取决于所采用的材料,例如铜或其他材料,以及其横截面积)。在多数情况下,只需将电阻器接入激励线和激励电压补偿线中就足以满足要求。接入电缆模拟电阻器后应对称重指示器进行重新调整。
5.附录F 非自动衡器模块兼容性核查 (1)衡器最大秤量修正系数 Q
一般来说,衡器的最大秤量修正系数Q 应大于1 ,主要是针对偏载(载荷的不均匀分布)、承载器的静载荷、初始置零范围及添加皮重可能产生的影响的考虑。
Q = (Max+ DL + ISZR + NUD + T+...) / Max
其中:Max ——衡器的最大秤量;
DL —— 承载器的静载荷,由衡器方案设计时确定; ISZR ——初始置零范围,一般为20% Max;
NUD ——承载器的载荷不均匀分布值。一般可以按典型结构的衡器进行假设。
? 带杠杆及单传感器的衡器,或传感器对称排列的料斗,承载器上没
有易造成偏载的装置 NUD = 0 %Max ? 其它典型衡器 NUD = 20%Max ? 对于叉车秤,单轨吊秤及汽车衡 NUD = 50%Max
? 多秤台衡器,组合数固定 NUD = 50%Max(累计最大
秤量)
11
多秤台衡器,组合数是可变 NUD = 50%Max(单秤台最
大秤量)
T —— 衡器方案设计时按添加皮重法设计的重量值。
当然衡器的最大秤量修正系数Q还可以根据不同衡器的实际使用状况,再分别加上冲击系数、超载系数、风压系数等。 (2)称重仪表的选型
1)准确度等级
称重仪表准确度等级,包括温度范围及湿热稳定性指标,必须满足衡器的要求。 *) *) *) 如果温度范围足够宽,并且湿热的稳定性指标只能满足较低准确度等级的要求。 2)称重仪表的最大允许误差系数
如果衡器系统设计时没有规定称重仪表的最大允许误差系数,那么pind = 0.5。根据衡器系统设计要求,该系数可以为0.3 ? pind ? 0.8。
3)工作温度范围
如果衡器系统设计时没有规定称重仪表的温度范围,那么温度范围下限值Tmin = -10°C ,温度范围上限值Tmax = 40°C。根据衡器系统设计要求,可以对温度范围进行限制, 但工作温度范围不得小于30°C。
4)最大检定分度数
对于每台称重仪表,其最大分度数nind应不小于衡器的检定分度数 n:
nind ? n
对于多称量范围或多分度值衡器,该要求适用于任何单独的称量范围或局部称重范围:
nind ? ni
如果可以用于多称量范围或多分度值衡器,这些功能必须包括在受检定的称重仪表中。5)与衡器相关的称重仪表电气参数 Uexc (V) 称重传感器激励电压 Umin (mV) 称重仪表的正常最小输入电压 Δumin (?V) 称重仪表每个检定分度值的最小输入电压 UMRmin (mV) 称重仪表测量范围最低电压 UMRmax (mV) 称重仪表测量范围最高电压 RLmin (?) 连接传感器的最小输出阻抗 RLmax (?) 连接传感器的最大输出阻抗
6)称重仪表每个检定分度值对应的最小输入电压验算 a. 称重仪表的正常最小输入电压(衡器空载) Umin验算
衡器WI 称重仪表IND 准确度等级 参考标准 OIML R76 OIML R76 Umin = C×Uexc×R×DL /(Emax×N ) 其中:Uexc—— 传感器的激励电压;
C —— 传感器的额定输出(灵敏度); R —— 衡器载荷传递装置的缩比;
DL —— 衡器承载器的静载荷,由衡器方案设计时确定; Emax—— 传感器的最大秤量;
N—— 衡器传感器支撑点的数量。
b. 称重仪表的每检定分度对应的最小输入电压Δumin验算 Δumin = C×Uexc×R×e /(Emax×N )
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其中:C —— 传感器的额定输出; Uexc—— 传感器的激励电压;
R —— 衡器载荷传递装置的缩比;
e —— 衡器检定分度值,对于多称量范围或多分度值衡器,e = e1; Emax—— 传感器的最大秤量;
N—— 衡器传感器支撑点的数量。 7) 连接电缆的选型
称重仪表与传感器或传感器接线盒(使用六线制的称重仪表应具有传感器反馈补偿功能)之间的附加电缆必须在称重仪表说明书中进行规定。
最简单的方法是在称重仪表说明书中规定电缆材料(铜,铝等)的单位横截面(m/mm2)电缆长度的值。否则必须计算电缆长度(m)、截面积(mm2)、导电材料参数和每股芯线最大电阻(?)。
a. 电缆电阻变化计算
应测量零点与最大载荷之间的量程。首先应计算衡器在最大工作温度范围内所对应的电缆电阻变化:
?RTemp = Rcable ×? × (Tmax – Tmin)
其中:?RTemp—— 最大工作温度范围所对应的电缆电阻变化(单位为Ω); Rcable ——单股电缆电阻值,Rcable = (? ×L) / A
其中:ρ ——材料的电阻率(例如铜:ρcopper = 0.0175Ωmm2/m)
L—— 电缆长度(单位为m)
A —— 单股电缆的横截面(单位为mm2)
? —— 电缆材料电阻率的温度系数1/K,例如:铜α=0.0039 1/K Tmax – Tmin ——最大使用温度范围 b. 电缆温度影响引起的称量变化
为了确定温度对电缆影响引起的称量变化限值,应考虑对称重仪表温度试验的结果。温度引起的最大称量误差不应大于衡器最大允许误差绝对值乘以pi的三分之一。
?span(?T) ? pi × mpe - Emax(?T)
其中:?span(?T) —— 温度变化对电缆影响引起的称量变化值。?span(?T) 必须满足
以下条件:
?span(?T) ? 1/3 (pi ×| mpe|)
如果称重仪表不能满足这些条件,电缆最大电阻即电缆最大长度必须减少,或者必须选择大的横截面电缆。应对称重仪表与称重传感器或称重传感器接线盒之间的附加电缆(只适用于使用六线制系统的称重仪表,例如反馈补偿系统)做下列规定:
材料(铜、铝等)、长度(m)、截面积(mm2)、或材料(铜、铝等)固定后规定的电缆长度(m/mm2)、或每路电缆的最大电阻。
F.1 模拟输出模块的兼容性核查实例 F.1.1 汽车衡(单称量范围)实例
(1)衡器
准确度等级:III
最大秤量:Max 60 t 检定分度值:e=20 kg 称重传感器数量:N= 4 没有杠杆:R= 1
承载器的静载荷:DL= 12 t
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初始置零范围:IZSR= 10 t
不均匀分布载荷的修正:NUD= 30 t 附加皮重:T+ = 0 温度范围:-10 °C 到 +40 °C 电缆长度:L = 100 m
电缆横截面:A = 0.75 mm2 (2)称重指示器 准确度等级:III
最大检定分度数:nind = 3 000 称重传感器激励电压:Uexc= 12 V 最小输入电压:Umin = 1 mV
每检定分度的最小输入电压:Δumin = 1 μV
称重传感器的最小/最大阻抗:30 Ω 到 1 000 Ω 温度范围:-10 °C 到+40 °C 最大允许误差系数:pind = 0.5 电缆连接:6线
电缆单位横截面的长度最大值:(L/A)max = 150 m/mm2 (3)传感器
准确度等级:C级3000分度 最大秤量:Emax = 30 t 最小静载荷:Emin = 2 t 额定输出:C = 2 mV/V
最大检定分度数:nLC = 3000 比率Emax / vmin:Y = 6000
比率Emax / (2×DR):Z = 3000
单只称重传感器的输入电阻:RLC = 350 Ω 温度范围:-10 °C 到+40 °C 最大允许误差系数:pLC = 0.7 (4)连接单元
最大允许误差系数:pcon = 0.5
注1:称重传感器在用Emax加载后,对应输入电压下的输出信号的变化一般采用mV/V表示。
注2:为了更方便计算,引入了下面的相对值:
Y = E max / v min Z = E max / (2×DR)
兼容性检查(实例)
1) 称重传感器(LC)、称重仪表(IND) 与衡器(WI)的准确度等级 传感器LC & & 仪表IND 等于或高于 等于或高于 衡器WI
通过 未通过C failed 2) 衡器(WI)的温度界限与传感器(LC)及称重仪表 (IND)与温度界限比较,单位为 ℃
传感器LC -10℃ & 仪表IND -10℃ ? 衡器WI -10℃
通过 未通过Tmin failed 14
Tmax 40℃ & 40℃ ? 40℃ 3) 连接部件、称重仪表与传感器的最大允差的系数pi的平方和
pcon2 0.25 + + pind2 0.25 + + pLC2 0.49 ??1 ??1
通过 未通过 failed 4) 称重仪表最大检定分度数与衡器的分度数
单称量范围衡器 nind 3000 ? n(i)= Max(i) /e(i) ? 3000
通过 未通过 5) 称重传感器的最大秤量Emax必须与衡器的Max兼容
系数Q := (Maxr + DL + IZSR + NUD + T+)/Maxr = ..... Q×Max×R/N ? Emax
28000 kg ? 30000 kg 6a) 称重传感器的最大检定分度数nLC与衡器的分度数n(i)
nLC ? n(i)= Max(i) /e(i) 单称量范围衡器 3000 ? 3000 6b) 称重传感器的最小静载荷输出恢复与多分度值衡器的最小检定分
度值e1
nLC 或 ? Maxr / e1 Z = Emax /(2×DR) - ? - 6c) 称重传感器的最小静载荷输出恢复与多称量范围衡器的最小检定
分度值e1 nLC 或 ? 0.4×Z = Emax /(2×DR) Maxr/e1
- ? - 6d) 加到称重传感器实际静载荷与称重传感器的最小静载荷,以kg
为单位 DL×R/N ? Emin
3000 kg ? 2000 kg 7) 衡器检定分度值与称重传感器的最小检定分度值(单位为kg)必须兼容 e×R/?N ? vmin= Emax /Y
10.00 kg ? 5.00 kg 8) 称重仪表的正常最小输入电压、每检定分度对应的最小输入电压与
称重传感器的实际输出
通过 未通过 通过 未通过 通过 未通过 通过 未通过 通过 未通过 通过 未通过 15