如何快速查找混凝土配料秤的角差.pdf

第 4 0卷 V‘ J 1 ． 40 第 2期 N( 1 ． 2 如何快速查找混凝土配料秤的角差 宋 国贤 ( 泸州市计量测试所，四川 泸州 6 4 6 0 0 0) 摘要：混凝土配料秤广泛用于混凝土搅拌站、建筑工地等需要进行自动、定量配料的场所。目前，我 国还没有专门针对混凝土配料秤的检定规程或校准规范。在对混凝土配料秤校准的实际工作中，一般要求其 称量精度达到 t ％ ~ IJ 可。但由于配料秤所使用传感器的灵敏性误差常常使配料秤的精度达不到 1 ％。分析采 用人的体重而不是砝码快速查找传感器灵敏性误差的可行性。 关键词：配料秤；角差；灵敏性 中图分类号 ： T B 9 3 2 文献标识码 ：B 文章编号 ：1 0 0 6 — 9 1 7 8( 2 0 1 2 ) 0 2 — 0 0 1 3 — 0 2 l 问题的提 出 在对配料秤校准时 ，首先将配料秤清空 ，稳定 后将其称量读数清零。然后将 M 1 等级砝码放人配 料秤 内，并摆放均匀 ，所放砝码重量一般为其最大 称重量或实际使用最大称重量。待配料秤读数稳定 后，开始标定配料秤，此时，标定配料秤的读数为 放入配料秤 的砝码重量。然后依次将配料秤 内的砝 码取 出。按配料秤的精度要求 ，此时不论取出砝码 多少，配料秤的读数都应与实际砝码重量一致 ，读 数误差不超过 1 ％。 配料秤结构如图 1 所示 。 图 1 配料秤结构 配料秤出现角差的主要因素是所使用的 3 个传 收稿 日期 ：2 0 1 1 - 0 1 — 1 6 作者简介 ：宋 困贤 ，T程师 感器输出的电信号对压力的灵敏性 ( 指单位压力下 输出的信号强度 ，一般为 mV ／ k g 或 m A ／ k g )不完全 相同 ，使得即使配料秤刚刚进行完满量程标定 ，也 会由于砝码摆放不均匀而测量误差较大。因此 ，需 要快速查找哪个传感器对压力的灵敏性误差较大。 从理论上讲 ，在 3个传感器位置附近分别放置 一 定重量的砝码 ，便可查找到误差较大的传感器。 但实际情况是 ，在传感器附近往往很难平稳放置较 多的砝码 。因此 ，考虑由 6 0 k g以上的成人蹲在传 感器位置 ，来判断哪个传感器灵敏性误差超差 。这 个问题包含 2个内容 ，一是 6 0 k g的重量是否足够 重 ；二是当砝码放置不均匀而 现 1 ％的测量误差 时 ，采用 6 0 k g重量 在 3个传感器上分别进行测 量 ，究竟能造成多大的测量误差。 2数学分析 2 ． 1 分析条件 为了进行数学计算 ，首先需要对问题进行一些 必要的假设 和简化。假设 1 ：该配料秤最大称重为 3 0 0 0 k g ，配料秤容器本身的重量对称重结果的影 响忽略不计 。假设 2 ：1 、2号传感器对压力的灵敏 性为 1 0 m w1 0 0 0 k g ，3 号传感器对 力的灵敏性为 m V ／ 1 0 0 0 k g( 不等于 1 0 ) 。假设 3 ：在 3 0 0 0 k g 时进行标定 ，标定时每个传感器负重均为 1 0 0 0 k g ( 图 2 ) ，此时配料秤指示 3 0 0 0 k g 。假设 4 ：当砝 码不均匀摆放后 ，3个传感器上的负重分别为 1 号 5 0 0 k g ，2号 l 0 0 0 k g ，3号 1 5 0 0 k g ( 图 3 ) ，此时 配料秤指示为 2 9 7 0 k g( 也可 以假 设为 3 0 3 0 k g ) 。 计量工作 假设 5 ：6 0 k g 的成人蹲在某个传感器附近时， 其他 2 个传感器 卜 产生的负载为 0 。 图 2 标定时 3 个传感器上负重相 同 图 3当砝码不均匀摆放时 3个传感器负重不 同 在 时，在配料秤显示屏上显示的称重结果也为 6 1 k g 。 当 6 0 k g的成年人蹲在 3 号传感器附近时 ，将 在 3号传感器产生 ( 6 0 ／ 1 0 0 0 ) x 4 8 0 ／ 5 1 = 0 ． 5 6 4 7 ( m V) 的电信号 ，在配料秤显示屏 E显示 的称 重结果 为 0 ． 5 6 4 7 x 1 0 2 = 5 7 ． 6 ~5 8 ( k g ) 。 因此 ，当配料秤在所装载的重物摆放极端不平 衡时( 1 ，2 ，3号传感器上的负载分别为 5 0 0 k g ， 1 0 0 0 k g ，1 5 0 0 k g时 ，认为是极端不平衡状态) ， 即使称量结果 出现 1 ％的误差 ，采用体重为 6 0 k g 的成人也能检测出在 3个传感器上的称重结果误差 为( 6 1 — 5 8 ) = 3 ( k g ) 。 若将上面的假设条件改为3 个传感器上的负重 分别为：1 号传感器 8 0 0 k g ， 2 号传感器 1 0 0 0 k g ， 3号传感器 1 2 0 0 k g ，此时配料秤指示 为 2 9 7 0 k g ， 其他假设不变 ，则可计算 出： = 1 8 0 ／ 2 1 ，v = 1 0 5 。此 时，6 0 k g 成人在 1 号、2号传感器上将得到称重结果 为 6 3 k g ， 而在3 号传感器上 将得到称重结果为5 4 k g ， 3 个传感器的称重结果相差为( 6 3 — 5 4 ) = 9 ( k g ) 。 2 ． 2 数学计算 在 3 0 0 0 k g 位置进行标定时，3 个传感器输出 的总信号强度为( 1 0 + 1 O ) m v。设显示电路将 1 m v 转化为 Y k g 显示 ，则有 ( 1 0 + 1 0 + ) v = 3 0 0 0 。 ( 1 ) 当 3 0 0 0 k g 砝码在 1 ，2 ，3号传感器上 的负重 分别为 5 0 0 k g ，1 0 0 0 k g ，1 5 0 0 k g时 ，3 个传感器 的输出信号分别为 ( 5 0 0 ／ 1 O 0 0 ) x l O = 5 ( m V ) ， ( 1 0 0 0 ／ 1 O 0 0 ) x l O = l O ( m V) 和( 1 5 0 1 0 0 0 1 ． 5 ( mV ) 。则有 ( 5 + 1 0 + 1 ． 5 ) v = 2 9 7 0 。 ( 2 ) 由式 ( 1 ) 、式 ( 2 ) 得 ： = 4 8 0 ／ 5 1 ，v = 1 0 2 。 当6 0 k g 的成人蹲在 1 号传感器附近时，将在 1 号传感器产生( 6 0 ／ 1 O 0 0 ) x l O -- O ．6 ( m V ) 的电信号，在 配料秤显示屏上将显示的称重结果为 0 ． 6 x 1 0 2 = 6 1 ． 2 6 1 ( ) ( 假设该3 0 0 0 k g 配料秤显示分辨率为 1 k g ) 。 同理，当6 0 的成年人蹲在 2 号传感器附近 1 4 3 分析结果 通过以 ．f 二 分析可以得出以下结果 ：一是 6 0 k g的 重量足够检测出传感器灵敏f生 误差超差的传感器。二 是当 3 个传感器上负重分别为 5 0 0 k g ，1 0 0 0 k g ， 1 5 0 0 k g时，即使此时的测量误差仅为 1 ％，6 0 k g 重量在 3个传感器上也将获得 3 k g 测量误 差 ；当 3 个传感器上负重分别 为 8 0 0 ，1 0 0 0 ，1 2 0 0 k g时 ， 即使测量误差为 l ％，那时 6 0 k g 重量在 3个传感 器上测得的结果误差将达 9 k g 。因此 ，采用 1 个 成人而不是砝码便可快速查找配料秤存在的角差。 4结语 用数学分析对利用人体而不是砝码来排查配料 秤因传感器压力灵敏性差异的方法带有一些假设 ， 但分析所得 出的结论仍然对现实检测工作具有指导 意义。当实际工作中不便于人体蹲在传感器而便于 放置砝码时，应该采用重约 6 0 k g的砝码来查找有 问题的传感器。 参考文献 [ 1 ] 叶德培． 一级注册计量师基础知识及专业务实 [ M] ． 北京 ：中 国计量 出版社 ，2 0 0 9 ． [ 2 ] 杨士元． 数字系统的故障诊断与可靠性设 汁 [ M] ． 北京：清华 大学 出版社 ，2 0 0 0 ． [ 3 ] 刘君华． 智能传感器系统 [ M] ． 两安：西安电子科技大学出版 社 ，1 9 9 9