由于科技高速发展和应用水平提高,电子秤产品数字化、集成化、网络化、智能化将成为世界电子秤工业的发展方向和重点。由于OIML R76-12006 (E)版允许对模块给出型式批准证书, 因此对基于模块方案的电子秤在型式批准时,只要 提交模块型式批准证书和相关信息,’由结构按电子秤要求对提交模块与整秤间兼容性是否满足要求 和进行一些只要在整秤条件下才能完成的一些测 试即可获得整机型式批准证书(许可证)。这为电子秤生产厂家的生产、设计提供了更为广阔的发展 空间,而作为我国计量技术机构在对由模块法组 装的电子秤进行型式评价试验工作时,可依据新版 国际建议进行兼容性核查。
在进行兼容性核查时,需要对电子秤、所选的 模块的性能数据进行检查,以判断使用所选择的 模块是否能够达到电子秤的预期计量性能。电子秤典 型的模块有称重传感器、称重仪表(称重指示 器)、模拟或数字数据处理装置、称重模块、终端 和主要显示器。笔者主要谈谈称重仪表与电子秤兼 容性的想法。
称重仪表的作用是将称重传感器获得的电压 或电流信号经过放大处理后,以数字显示的形式 显示电子秤秤台上物体的重量。一般的称重仪表均 由A/D转换电路(包括模拟放大、滤波、A/D芯 片)、CPU处理器、数字显示器、键盘及打印和通 讯等扩展接口组成。称重仪表是电子秤的关键, 称重仪表的优劣直接影响到电子秤的质量。因 此,在进行兼容性检查之前,首先必须保证作为电子秤关键部件之一的称重仪表具有相应的型批证 书和整套试验数据。如果数据不完全,兼容性检 查的相应的项目无法完成,此时就需要补充数据 或按整机的模式进行型批试验。对于生产厂商和 计量技术机构认真了解兼容性检査的要点是必要 的。
1.电子秤有关的参数要求
当生产厂家利用已经分别取得型批证书的称 重传感器和称重仪表组装一台完整的电子秤时,该电子秤应当具有的计量参数及技术参数,如表1所示。
修正系数Q>1是对偏载(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,采用如下公式计算:
Q=(Max+DL+ISZR+NUD+T+)/Max
2.称重仪表有关参数要求
为了确保称重仪表能够正确的显示称量结果, 并满足电子秤所规定的计量性能和技术要求,则需 要如下有关的技术参数:
(1)准确度等级,如表2所示
准确度等级,包括温度范围及湿度稳定性评 价,必须满足电子秤(WI)的要求。
(2)最大允许误差系数
表2相应的准确度等级
如果型式批准证书中没有规定称重仪表的最 大允许误差系数值,那么Pind=0.5。如果单独规定 该系数可以是0.3≤Pind≤0.8的值。
(3)温度限定
如果型式批准证书中没有规定称重仪表的温 度范围,那么温度范围下限值Tmin=-l0℃,温度范 围上限值Tmax=+40℃如果厂家有特殊规定要求, 可以对温度范围进行限定。
(4)最大检定分度数
对于每个称重仪表,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
在用于多称量范围或多分度值的情形,这些 功能必须包括在已经型式批准的称重仪表中。
(5)与电子秤相关的电气参数 以上参数中特别指出的是称重仪表每个检定 分度值的最小输人电压Au-。它是指称重仪表对 最小输入电压信号进行真实反映的能力,它代表 了仪表的绝对准确度,也决定了电子秤的检定 分度值的最小适用电压值。在仪表量程不变的情 况下,最大输入电压信号与检定分度值对应的最 小电压信号之商,可用符号Nm表示,它代表了 仪表的相对准确度。
对应于非自动衡器e和n,我们通过对比发 现同一个准确度等级的不同称量段之间存在一 定的联系。例如一个n=3000的III级电子秤0 ~ 500e, 500e~2000e, 2000e ~ 3000e 分别对应的允 差为±0.5e,± l.Oe, ± 1.5e,而与之相同准确度等级的仪表在这低、中、高三个称量段对应的允 差分别为±0.25e,±0.5e, ±0.75e。显而易见, 电子秤在中称量段的允差与其检定分度值是1 : 1的 关系;而仪表在低称量段的允差与电子秤检定分度 值是1 : 4的关系。那么,我们就可以将仪表的最 小检定分度值确定为与其低称量段的允差相同。 借鉴以上关系,当知道仪表的Δumin和Nmax,通过 简单的计算,可以获取电子秤e的最小电压信号,n 的适应范围,同时也为配套称重传感器、供桥电 压等性能参数提供参考意见。
(6)连接电缆
兼容性检査要求给出某种材料(铜,铝等) 单芯电缆线的长度与单位横截面(m/mm2)的比值。 对其他情形必须根据电缆长度(m)、截面积(mm2)、 导电材料参数和每个芯线最大电阻(ft)计算出该比 值。我们知道称重传感器与称重仪表之间有两种 连接方式一四线制和六线制。R76中只对六线制 的连接方式提出了要求,这是因为随着温度变化 引起电缆线电阻变化从而导致传感器激励电压变 化,为了保证供桥电压的真实值,在如今电子秤应 用领域往往采用六线制连接方式。
从以上称重仪表和电子秤兼容性检查的内容来 看,工作量还是比较大的,只有所有项都满足或 成立,才能表明所选择的称重仪表满足电子秤所规 定的计量性能。在申请型批中,不仅需要计量技 术机构对其进行认真地审查,生产厂家更要尽可 能配合提供相关的技术参数,这样才可为后续的 型式评价试验工作节省大量的人力、物力。只有 认识到对电子秤各主要模块进行兼容性检查的重要 性,才能更好地满足各行各业对电子秤使用的需求。