電子秤自動(dòng)檢定裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

荊志彬

摘 要：本文主要以實(shí)驗(yàn)的方式來(lái)對(duì)四種普通精度類(lèi)型的電子秤進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)電子秤重復(fù)性、偏載、示值誤差及鑒別力檢定四個(gè)環(huán)節(jié)，探討在檢定中電子秤自動(dòng)檢定裝置的選擇與設(shè)計(jì)，希望能夠推動(dòng)自動(dòng)化裝置在電子秤檢定工作中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：電子秤;自動(dòng)檢定裝置;機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

引言

電子秤是科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的產(chǎn)物，在現(xiàn)代社會(huì)中，無(wú)論是在產(chǎn)品零售、物流運(yùn)輸還是健康檢查方面的應(yīng)用都較為廣泛。按照稱(chēng)重的精度來(lái)劃分，電子秤可以分為特種天平、高精度天平、中精度天平和普通精度的電子秤。一直以來(lái)，電子秤的檢定都需要通過(guò)人工加載砝碼并記錄示值，其檢定過(guò)程包含示值誤差檢定、偏載檢定和重復(fù)性檢定。

一、電子秤自動(dòng)檢定裝置的實(shí)驗(yàn)安排

1.1 合格的電子秤

其精度誤差要求若干稱(chēng)量點(diǎn)的誤差值在合理范圍之內(nèi)。如果電子秤的最大稱(chēng)量為30kg，其檢定分度值為10g，其實(shí)際分度值必須要等于檢定分度值，或等于檢定分度值的二分之一。

1.2 實(shí)驗(yàn)中選用的電子秤的實(shí)際應(yīng)用較為廣泛

且其樣式及秤盤(pán)的規(guī)格基本一致，能夠滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)化需要。如前文所述，電子秤在進(jìn)行檢定時(shí)，必須要進(jìn)行重復(fù)性檢定、偏載檢定及示值誤差檢定。此外，電子秤還需要對(duì)鑒別力進(jìn)行檢定。

二、電子秤重復(fù)性自動(dòng)化檢定

根據(jù)現(xiàn)行《電子天平檢定規(guī)程》所規(guī)定的，對(duì)電子秤進(jìn)行重復(fù)性檢定，需要進(jìn)行6遍以上的80%-100%的砝碼加載，且每次加載的砝碼數(shù)量為一個(gè)。傳統(tǒng)的電子秤檢定，是由人工來(lái)完成的，每個(gè)電子秤進(jìn)行砝碼加載時(shí)，需要用滿(mǎn)足其最大稱(chēng)量的砝碼來(lái)重復(fù)加載。

對(duì)于電子秤的自動(dòng)檢定就其重復(fù)性檢定而言，需要通過(guò)自動(dòng)化裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)砝碼的自動(dòng)加載，目前，已經(jīng)有活塞式壓力計(jì)的砝碼自動(dòng)加載裝置被發(fā)明出來(lái)，在進(jìn)行電子秤的重復(fù)檢定工作起到了一定的作用。此外，還有掛鉤式及拴式砝碼自動(dòng)加載裝置。按照檢定規(guī)程所規(guī)定的，在進(jìn)行重復(fù)性檢定時(shí)，砝碼的擴(kuò)展不確定度需要小于電子秤在相應(yīng)的重量下所允許的最大誤差的三分之一，因此，根據(jù)實(shí)驗(yàn)對(duì)象，我們選擇等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為M1的砝碼進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。本次實(shí)驗(yàn)，我們將砝碼加載的載荷最為電子秤的最大載荷，實(shí)驗(yàn)重復(fù)6次，分別記錄數(shù)值。

三、電子秤偏載參數(shù)自動(dòng)化檢定

根據(jù)電子秤檢定規(guī)程所要求，我們選定占最大稱(chēng)量及最大去皮效果三分之一的砝碼來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，盡可能保證使用數(shù)量較少的砝碼，若砝碼單個(gè)規(guī)格較小，可選用多個(gè)砝碼進(jìn)行疊加實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中，我們將電子秤的秤盤(pán)劃分為左上角、右上角、左下角、右下角及中心位置，作為偏載參數(shù)的檢定位置。

根據(jù)本次實(shí)驗(yàn)對(duì)象，選擇合適的砝碼來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。如，對(duì)于1號(hào)及3號(hào)電子秤，其最大稱(chēng)量為30kg，則選用10kg的砝碼進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)于2號(hào)及4號(hào)電子秤，其最大稱(chēng)量為15kg，則選用5kg的砝碼來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

電子秤的偏載檢定，其實(shí)驗(yàn)的自動(dòng)化可以依靠機(jī)械臂等裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)機(jī)械臂的伸縮與擺動(dòng)，進(jìn)行砝碼的加載。我們選用的電子秤，其秤盤(pán)的規(guī)格是一定的，這時(shí)只需要通過(guò)程序來(lái)控制機(jī)械臂的伸縮與擺動(dòng)幅度，從而實(shí)現(xiàn)砝碼的自動(dòng)加載。

偏載檢定需要將每一個(gè)檢定位置進(jìn)行砝碼加載，進(jìn)行示值讀取記錄之后再轉(zhuǎn)移至下一位置。在對(duì)最大稱(chēng)量為30kg的電子秤進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以用2.5kg的砝碼，在每一個(gè)檢定位置進(jìn)行4個(gè)砝碼的加載;在對(duì)最大稱(chēng)量為15kg的電子秤進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以用2.5kg的砝碼，在每一個(gè)檢定位置進(jìn)行2個(gè)砝碼的加載。

四、電子秤示值誤差自動(dòng)化檢定

按照規(guī)定，電子秤的示值誤差檢定，需要從示值為零開(kāi)始，逐個(gè)加載砝碼，直到滿(mǎn)足電子秤的最大稱(chēng)量，進(jìn)而逐個(gè)卸載砝碼，直到電子秤的示值為零。按照規(guī)定，電子秤允許的示值誤差檢定不可以少于六個(gè)點(diǎn)

此次選用的實(shí)驗(yàn)對(duì)象共有四組，其中最大稱(chēng)量為30kg的共有兩組，最大稱(chēng)量為15kg的共有兩組。對(duì)于最大稱(chēng)量為30kg的電子秤進(jìn)行示值誤差的檢定實(shí)驗(yàn)，其檢定點(diǎn)包含0kg、5kg、10kg、15kg、20kg、25kg、30kg六個(gè)，在這六個(gè)檢定點(diǎn)中，0kg、5kg、20kg及30kg是必須要有的，10kg及25kg可以有。

對(duì)于最大稱(chēng)量為15kg的電子秤進(jìn)行示值誤差的檢定試驗(yàn)，其檢定點(diǎn)可以設(shè)置為0kg、2.5kg、5kg、7.5kg、10kg及15kg。在這六個(gè)檢定點(diǎn)中，0kg、2.5kg、10kg及15kg是必須要有的，5kg、10kg兩個(gè)檢定點(diǎn)可以有。

考慮到電子秤示值誤差檢定的標(biāo)準(zhǔn)性及普遍性，我們選用12塊2.5kg規(guī)格的砝碼。在對(duì)最大稱(chēng)量30kg的電子秤進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，12塊砝碼需要全部使用，進(jìn)行6次的重復(fù)性檢定，之后再進(jìn)行偏載檢定。示值誤差檢定需要運(yùn)用砝碼自動(dòng)加載裝置，在電子秤盤(pán)的中心位置進(jìn)行砝碼加載，讀取示值讀數(shù)，即可完成示值誤差實(shí)驗(yàn)。

對(duì)最大稱(chēng)量為15kg的電子秤進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要選用6塊2.5kg規(guī)格的砝碼，進(jìn)行6次的重復(fù)性檢定之后，進(jìn)行偏載檢定。通過(guò)砝碼自動(dòng)加載裝置，在電子秤盤(pán)的中心位置進(jìn)行砝碼加載，讀取示值讀數(shù)，完成示值誤差實(shí)驗(yàn)。

五、電子秤鑒別力自動(dòng)化檢定

一般來(lái)說(shuō)，電子秤的檢定方式與電子天平大致相同，其差異在于電子秤同電子天平的精確度不同，在常規(guī)的檢定時(shí)，需要通過(guò)人工來(lái)進(jìn)行砝碼加載來(lái)對(duì)其進(jìn)行鑒別力檢定，從而保證其精確度。電子秤的鑒別力檢定所需砝碼，規(guī)格在實(shí)際分度值的十分之一。即，在重復(fù)性檢定、偏載檢定及示值誤差檢定的每一個(gè)檢定環(huán)節(jié)，除原定的砝碼加載之外，需要額外加載實(shí)際分度值的十分之一重量的小砝碼，記錄加載小砝碼之后跳變的示值。

電子秤的鑒別力檢定的自動(dòng)化，需要將額外加載的小砝碼作為實(shí)驗(yàn)?zāi)K。對(duì)于所選定的1號(hào)實(shí)驗(yàn)對(duì)象，其最大稱(chēng)量為30kg，實(shí)際分度值為1g，此時(shí)對(duì)其進(jìn)行鑒別力檢定所用的小砝碼，其規(guī)格為0.1g;最大稱(chēng)量為15kg的4號(hào)實(shí)驗(yàn)對(duì)象，其實(shí)際分度值為5g，此時(shí)對(duì)其進(jìn)行鑒別力檢定作用的小砝碼，其規(guī)格為0.5g。在自動(dòng)化檢定中，通過(guò)自動(dòng)化裝置機(jī)械進(jìn)行小砝碼的加載工作，自動(dòng)化機(jī)械裝置需要能夠自行控制砝碼的高度，首先進(jìn)行常規(guī)砝碼的加載，進(jìn)而再加載額外的小砝碼?，F(xiàn)階段，電子秤自動(dòng)檢定可以通過(guò)攝像設(shè)備來(lái)記錄示值，減少人工在檢定中的使用。

結(jié)束語(yǔ)

綜合前文所述，在對(duì)電子秤進(jìn)行自動(dòng)檢定裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，主要就是對(duì)砝碼自動(dòng)加載裝置的設(shè)計(jì)。在電子秤的重復(fù)性檢定、偏載檢定、示值誤差檢定及鑒別力檢定等各個(gè)環(huán)節(jié)，都需要用各種砝碼及自動(dòng)檢定裝置。在現(xiàn)代社會(huì)，這種自動(dòng)化裝置能夠減少電子秤檢定工作中的人力資源，是電子秤檢定未來(lái)的發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)

[1]駱旭，張澤光，李楠.電子天平（電子秤）自動(dòng)檢定裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).計(jì)測(cè)技術(shù)，2015，S1：96-98.

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